4.4 光的衍射 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

LOGO 第四章 光 第四节 光的衍射和偏振 选修系列 前文回顾 衍射不明显 衍射明显 衍射非常明显 波能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物（或缝隙、小孔）的尺寸d与波长相差不多或比波长λ小 d<= λ 衍射是波的通性，理论上光是电磁波，也应该具有衍射现象 2 雨林中的光线 有明显的光柱 初中我们曾经学过：光沿着直线传播 衍射指的是波绕过障碍物或者空隙的本领。 光的波长是百纳米级别，远小于我们肉眼可以观察到的事物，所以并没有发生明显衍射，近似认为光沿直线传播。机械波波长较大，有明显衍射。 一、单缝衍射（夫琅禾费衍射） 激光器 单缝0.1mm 光强分布传感器 衍射演示 请点击超链接 理论的衍射图样 实际的衍射图样（1） 请归纳衍射条纹特点： 明暗相间不等间距的条纹 （中间宽，两边窄） 亮度从中间向两侧逐级递减 实际的衍射图样（1） 一、单缝衍射（夫琅禾费衍射） 红光 单缝宽0.4mm 保持光源波长不变，减少单缝宽度 根据发生明显衍射的条件 障碍物或者孔隙越小衍射越明显 红光 单缝宽0.8mm 保持单缝宽度不变，光源波长减少 根据发生明显衍射的条件 波长越短，衍射现象越不明显 红光 单缝宽0.4mm 蓝光 单缝宽0.4mm 一、单缝衍射（夫琅禾费衍射） 红光 单缝宽0.4mm 光的干涉和衍射图样比较 红光 单缝宽0.8mm 白光 单缝衍射 蓝光 单缝宽0.4mm 红光 双缝宽0.36mm 红光双缝宽0.18mm 白光双缝干涉 蓝光双缝宽0.36mm 二、圆孔衍射 圆孔较大时 屏上出现清晰的光斑 不满足发生明显衍射的条件 小孔成像，光几乎是沿直线传播 圆孔逐渐变小时 衍射现象逐渐明显 在光屏上出现明暗相间，不等距的同心圆环 白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环 三、圆盘衍射 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 历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑 光屏上不透明圆盘的阴影中心确实有一个亮斑。 泊松亮斑有力的支持了光的“波动说” 三、圆盘衍射 区分以下图像 牛顿环 圆孔衍射 泊松亮斑 四、衍射的应用和生活中的现象 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。 狭缝 针尖 圆孔 圆盘 衍射演示 请点击超链接 四、衍射的应用和生活中的现象 光通过一条狭缝会衍射，光通过平行的多条狭缝同样会衍射。狭缝越窄、狭缝数量越多，光的衍射现象越明显。很多条狭缝密集排列我们称之为光栅。 羽毛衍射 光盘的光栅衍射 防伪标识 示例1 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 变式1 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 课堂小结 光能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物（或缝隙、小孔）的尺寸d与波长相差不多或比波长λ小 d<= λ 狭缝 针尖 圆孔 圆盘 作业22 作业22 $