4.5光的衍射 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第5节 光的衍射 第四章 人教版（2019）选择性必修一 CONTENTS 目录 光的衍射 01 三种不同类型光的衍射 02 衍射光栅 03 《红楼梦》中形容王熙凤的“未见其人，先闻其声”。 唐代诗人王维有这样的诗句：“空山不见人 ，但闻人语响” 波的衍射：波在它传播的方向上遇到障碍物时，波可以绕过障碍物继续传播的现象. 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们一般观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？ S 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 (1)当孔较大时，在光屏上形成类似孔的亮斑，这是光沿直线传播的结果。 (2)当孔变得较小时，在屏上形成烛焰的倒像(小孔成像)。 蜡烛照到可调节孔大小的挡板上，光屏上会出现什么图样？这是为什么呢？ 问题探究 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 (3)当孔再变小时，在屏上形成明暗相间的圆环，这是光发生衍射的结果。 S 现在能理解为什么在日常生活中我们一般观察不到光的衍射吗？ 由发生明显衍射现象的条件可知，由于光的波长较短，光的衍射现象不易观察，所以常常看到的是“光沿直线传播” 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 一、光的衍射 1.定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里的现象叫光的衍射现象。 2.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。 3.发生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸可以跟光的波长相当，甚至比光的波长还小。 注意：衍射条纹是由于来自不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果，所以说衍射中也存在干涉现象。 对于同样的障碍物，声音的波长比光的波长大的多，更容易发生明显衍射，即更容易绕过障碍物向前传播。 学以致用：为什么平时隔墙可以听见别人的声音却看不到人？ 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 二、三种不同类型光的衍射 1.光的单缝衍射 在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线通过狭缝，在屏上产生一条与缝宽相当的亮条纹。但是，当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，而且还出现了明暗相间的条纹。 激光束 调节狭缝宽窄 狭缝 像屏 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 光的单缝衍射实验演示 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 ①单色光通过狭缝时，在屏上出现明暗相间的条纹，中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，对称分布。 光的单缝衍射特点 ②波长一定时，单缝窄的中央亮条纹宽，条纹间距大，衍射明显。 ③单缝不变时，光波波长长的中间条纹宽，条纹间距大，衍射明显。 红光 单缝宽 0.4mm 红光 单缝宽 0.8mm 课堂提问：不同颜色的光，缝宽一致时，单缝衍射图样是否相同？ 红光 单缝宽 0.4mm 蓝光 单缝宽 0.4mm 课堂提问：如果用白色光进行单缝衍射实验，衍射条纹是什么样？ ④白光的单缝衍射条纹中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 光的单缝衍射和双缝衍射区别 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 单缝衍射与双缝干涉条纹的比较： （1）根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。 （2）根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹从中央亮纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹的中央亮纹最亮，两侧的亮纹逐渐变暗。 （双缝）干涉图样 （单缝）衍射图样 双缝间距越小，条纹间距越大 单缝宽度越小，条纹间距越大 （单色光）波长越小，条纹间距越小 （单色光）波长越小，条纹间距越小 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 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 【典例1】如图所示，四个图是不同的单色光采用相同装置形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是( ) A. 是光的干涉图样 B. 是光的干涉图样 C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短 答案：A 随堂练习 新课导入 知识讲解 课堂小结 布置作业 【典例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