4.5 光的衍射 学案-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  光的衍射学案

【学习目标】

1．认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解．

2．了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系．

【重点难点】

1．通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性．

2．正确认识光发生明显衍射的条件．

[预习案]1先通读教材，完成助读，熟记并理解基本知识，再完成检测；2独立完成，用时20分钟

一、教材助读

光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象。

问题1：什么是波的衍射现象？

 

问题2：能发生明显的衍射现象的条件是什么？

 

问题3：我们常说“光沿直线传播”，那么光是否会产生衍射现象？为什么生活中我们观察不到光的衍射呢？

 

1.光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫             。

2.产生明显衍射现象的条件：                               。

3.当光照到不透光的小圆板时，在阴影的中心会出现一个       ,称为            ；照射不透明光屏上开的足够小的圆孔时，在另一屏上会出现                        。

二、预习自测

1．关于衍射，下列说法中正确的是(　　)

A．干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果

B．双缝干涉中也存在衍射现象

C．一切波都很容易发生明显的衍射现象

D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实

2．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)

A．光的反射      B．光强太小

C．光的干涉      D．光的衍射

3．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是(　　)

A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的

B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的

C．中央均为亮点的同心圆条纹

D．中央均为暗点的同心圆条纹

[探究案] ---- 合作学习：讨论、展示、点评、大胆质疑、共同探究（分组实验）

探究点一   光的单缝衍射

1.单缝衍射实验．

 用平行单色光照射狭缝，当缝较宽时，光沿着        传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较窄时，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽，当缝足够窄时，尽管亮条纹的亮度有所       ，但是宽度反而       。光明显地偏离直线传播进入几何阴影区。这就是光的衍射现象。

2.光的衍射的形成．

如图所示，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加时加强或者削弱，屏幕上就出现了明暗相间的条纹。

说明：其实，干涉、衍射都是波的叠加现象，从本质上讲，两者并无区别。区分干涉、衍射，是一种习惯说法。在实际中，干涉、衍射常常出现于同一现象中。

问题1 既然光能绕过障碍物继续传播发生衍射现象，那么这与我们平时说的“光沿直线传播”不是矛盾了吗？该如何解释这两种现象呢？

 

 

 

问题2课本107页第2题

 

 

 

3.单缝衍射条纹的特征．(单色光的衍射图样)

①明暗相间的条纹。

②中央亮纹最    、最      ，从中央往两侧亮条纹变      、变     。

问题3  光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么异同？

 

 

 

问题4  光的单缝衍射实验中，减小缝宽，衍射图样如何变化？如果增大入射光的波长，衍射图样又如何变化？（提示：单缝越窄，入射光波长越长越容易发生衍射）

 

   

探究点二  泊松亮斑

请同学们阅读课本106页“科学漫步”了解泊松亮斑，进一步认识光的衍射现象。

 

探究点三  衍射光栅

1.结构                                               

2.增加狭缝的个数会使衍射的条纹的宽度变      ，亮度变     。

【做一做】

用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝并使狭缝与日光灯管平行，你会观察到什么现象？试着解释这个现象。

针对训练：