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 学习目标 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以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。 导入 这是富兰克林于1951年11月拍摄的一张DNA分子的X射线衍射图样的照片。这张照片激发了沃森和克里克的灵感，从而提出了DNA的双螺旋结构。 DNA的双螺旋结构 思考 什么是光的衍射？ 它有哪些应用？ 内容讲解 一、光的衍射 单缝衍射 单缝宽0.4mm 单缝宽0.8mm 白光衍射图样 一、光的衍射 单缝宽0.4mm 单缝宽0.8mm 白光衍射图样 单色光：则中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹， 其亮度和宽度依次减小。 白光：中央为白色亮条纹，且最宽最亮，两边为彩色条纹。 单缝衍射图样的特点 一、光的衍射 波长一定时，单缝越窄，中央条纹越宽，各条纹间距越大。 单缝不变时，波长越大，中央亮纹越宽，条纹间隔越大。 单缝衍射图样的特点 一、光的衍射 一、光的衍射 A B S 孔较大时——屏上出现清晰的光斑 孔较小时——屏上出现衍射花样 圆孔衍射 六、注意事项 光的衍射现象明显的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或跟光的波长差不多。 明暗相间条纹产生的原因：来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过 缝或孔之后叠加时加强或削弱的结果。 一、光的衍射 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。 光经过大头针时的衍射 泊松亮斑 泊松亮斑 一、光的衍射 其他衍射 光的衍射现象明显的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或跟光的波长差不多。 明暗相间条纹产生的原因：来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过 缝或孔之后叠加时加强或削弱的结果。 二、衍射光栅 二、衍射光栅 透射光栅: 在一块很平的玻璃片上刻出许多等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝，这样就做成了透射光栅。一般每毫米有几十到几千个狭缝。 反射光栅: 在高反射率的金属上刻痕，就可以做成反射光栅。 例题分析 三、例题分析 例1 观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是( ) A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D．以上现象都不会发生 A 解析： 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，若增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽。 三、例题分析 例2 （多选）以下关于光现象的说法正确的是（ ） A．一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上的影有本影和半影， 这是光发生衍射的结果 B．把两支铅笔捏紧，通过中央的细缝去观察日光灯，会看到彩色条纹， 这是光发生衍射的结果 C．白光通过单缝衍射时，偏离中央亮纹最远的是红光 D．一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的屏上也会看到彩色的亮环， 这是光发生衍射的结果 BC 解析：选项A是由光的直线传播产生的；选项B是光的衍射产生的；选项C是因为白光中红色光的波长最长，亮纹最宽，故偏离中央亮纹最远；选项D是色散现象。 三、例题分析 例3 （多选）图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( ) A．甲为红光的衍射图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为红光的衍射图样 D．丁为紫光的干涉图样 BC 解析： 由干涉图样条纹间距公式 与知条纹是等间距的，甲乙是干涉条纹，由于衍射图样间距不等，丙丁是衍射条纹由于红光的波长长，条纹间距大，所以甲为红光的干涉条纹，乙为紫光的干涉条纹，丙是红光的衍射条纹，丁是紫光的衍射条纹。 四、总结 谢谢！ Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$