4.5光的衍射 课件-2023-2024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 第四章 光 人教版（2019）选修 第一册 1.了解光的衍射概念及产生明显衍射现象的条件。 2.知道衍射、衍射光栅在生产生活及科学技术中的应用，了解科学、技术和社会的关系。 3.通过光的衍射的学习，对光的直线传播现象提出质疑，会从不同角度思考物理问题。 学习目标 导入新课 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是衍射现象，结合机械波衍射的学习，请回答： 2.光产生明显衍射的条件是什么？ 1.什么叫光的衍射？ 思考： 既然光有衍射现象，为什么在日常生活中观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？ 演示：取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的 单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。 激光束 调节狭缝宽窄 像屏 （一）单缝衍射 一、光的衍射 演示示例：观察单缝衍射现象（光源：教杆笔） 现象：光绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方,称光的衍射。 请观察 中央亮纹宽而亮。 两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。 条纹不等间距。 总结：单缝衍射图样的特征 请观察 红光 单缝宽度a=0.8mm 红光 单缝宽度a=0.4mm 蓝光 单缝宽度a=0.4mm 1.从课本 P104 插图4.5-2，你能发现单缝衍射有哪些规律？ 自主学习 2.阅读课本P105第三段课文，谈谈你是如何看待光的传播的？ ⑴波长一定，单缝越窄 ⑵单缝不变，波长越长 单缝衍射规律 总结： 中央条纹越宽 各条纹间距越大 （衍射越明显） 结论：中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫。 3.白光单缝衍射 缝宽：a=0.4mm 讨论：白光单缝衍射应该是怎样分布的条纹？ 请思考 项目 干涉现象 衍射现象 产生条件 条纹宽度 光强分布 条纹间距离 共同点 频率相同的两列 相干光相遇叠加 任何光都能发生衍射 等宽、等距 中央最宽，两侧的亮纹逐渐变窄。 从中央明条纹往两侧光强变化很小 光强分布主要集中在中央亮纹，两侧的亮纹逐渐变暗。 间距与波长成正比 间距与波长有关，但缝宽影响更大 干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果。 比较 屏上出现光斑 边缘有些模糊 孔较大时： 光沿直线传播 光的衍射 S A B （二）圆孔衍射 请观察 孔减小时——屏上出现光源倒立的像 孔较小时——明显衍射 衍射图样特点：亮暗相间、不等间距的圆环。 衍射图样 演示：在光束中放一个不透明圆盘。 现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。 阅读：课本P106《科学漫步》“一、泊松亮斑趣事” （三）圆屏衍射 请观察 1.透射光棚（玻璃） 2.反射光栅（金属） 特点：增加狭缝的个数时，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。 N=1 N=2 N=3 N=4 二、衍射光栅 单缝衍射 光栅衍射 比较 教杆笔为光源的衍射图样 1.(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是 (　 ) A.当做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B.当做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C.当做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D.当做双缝实验时，光强分布图如丙所示 AD　 课堂评价 2.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 做一做 3.某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下： (1)该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于______________产生的。 (2)移去A后，遮住缝S1与缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是_________________。 光的衍射 双缝S1、S2太宽 做一做 光的衍射 衍射光栅 概念：光的衍射 现象：单缝等的衍射 课堂小结 课堂小结 Lavf58.29.100 $$