4.5 光的衍射 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.5 光的衍射 问题1:什么是波的衍射现象？ 问题2:发生明显衍射的条件是什么？ 障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。波长越长、孔越小、衍射越明显。 问题3:为什么日常生活中很难观察到光的衍射？ 日常的光 ——直线传播、不拐弯 一、光的衍射 1.光的衍射： 光离开直线路径绕过障碍 物阴影里去的现象叫做光 的衍射现象。 2.明显衍射的条件： 障碍物或狭缝的尺寸比波 长小或者跟波长相差不多。 波长越长、孔越小、衍射 越明显。 （1）单缝衍射特征 3 单缝衍射 条纹不等间距； 中央条纹亮而宽； 两侧条纹较暗较窄，对称分布； 波长一定时，单缝越窄，现象越明显 思考：同样的实验装置，不同波长光的衍射图相同么？ 波长一定时 单缝越窄——中央条纹越宽，条纹间距越大。 单缝一定时 波长越长——中央亮纹越宽，条纹间隔越大． 白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色（波长最长），靠近光源的内侧为紫色（波长最短）． （2）不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征 总结：波长越长、孔越小、衍射 越明显。 4.干涉条纹与衍射条纹对比 形状： 干涉：等距、明暗相间，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。 衍射：中央较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，不等距，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。 条纹宽度的影响因素： （双缝）干涉图样 （单缝）衍射图样 双缝间距越窄，条纹间距越大 单缝宽度越窄，条纹间距越大 （单色光）波长越长，条纹间距越大 （单色光）波长越长，条纹间距越大 单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹 单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹 5.小孔衍射 6.圆盘衍射——泊松亮斑 不同点： 圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。 圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小； 圆孔衍射 圆盘衍射 相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑 圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小； 7 圆孔衍射与圆盘衍射 8.光的直线传播的条件 只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。 1.结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器． 2.衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加． 二 衍射光栅 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果． 圆屏衍射 三 生活中的光的衍射现象 羽毛衍射 在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（　　） A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样 D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样 A 研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．挡板上有两条平行的狭缝 B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄 C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄 D．将红色激光换成绿色激光，中央亮条纹将变窄 D 课堂练习 如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（ ） A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 B Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $