4.5 光的衍射（导学案）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

第5节 光的衍射 导学案 【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。 【学习重难点】 【教学重点】认识光的明显衍射的条件，知道衍射条纹与缝宽的关系，能够区分单缝衍射、小孔衍射、圆盘衍射图样，并能区分单缝衍射与双缝干涉条纹。 【教学难点】通过众多光的衍射实验事实来认识光的波动性； 【知识回顾】 波的衍射 1．定义 波可以绕过_________________继续传播的现象。 2．实验及现象 (1)实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个_________________。 (2)现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿________________传播一样，挡板后面产生“_________________”。②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波________________挡板后面继续传播。 3．发生明显衍射现象的条件 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________________，或者比波长_________________时，才能观察到明显的衍射现象。 【自主预习】 1．光的衍射现象：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，光没有沿_____________传播，它绕过了狭缝(或圆孔)的边缘，传播到相_____________的地方的现象。 2．明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸足够_____________。 3．衍射图样：衍射时产生的明_____________。 4．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽、最亮，其余条纹变窄、变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现_____________条纹，中央为白条纹。 5．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现_____________相间的圆环。 6．衍射光栅 (1)定义：由许多_____________的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。 (2)分类 ①透射光栅；②反射光栅。 【课堂探究】 【新课导入】 我们知道，波能够绕过障碍物发生衍射。例如，声音能够绕过障碍物传播。既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？观看视频，你能从中得到什么启发？ 什么是波的衍射现象？ _发生明显衍射的条件是什么？ 既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？ 【新课教学】 任务一、光的衍射 （一）光的衍射 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。 （2） 光的衍射实验 如何让衍射现象更明显呢？ 光的明显衍射条件： （三）单缝衍射 光通过单缝衍射时，其图样有什么规律？ 单色光单缝衍射图样的特点 各种颜色的光波衍射图象一样吗？ 不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征 （四）衍射的应用 双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？ 干涉： 衍射： 　　名称 项目　　 单缝衍射 双缝干涉 不同 点 产生条件 条纹宽度 条纹间距 亮度 相同 点 成因 意义 如何解释引入实验中“光不沿直线传播”的现象？ 如何解释以下视频中的实验现象？ 圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同？ 任务二、衍射光栅 （一）衍射光栅 阅读课本第99页回答如下问题： (1) 什么是衍射光栅？ (2)光栅衍射图样特点与单缝衍射相比有怎样的变化？ 【自我测评】 1．下列现象中体现了光的干涉的是(　　) A．用手按压两片无色透明的玻璃片，阳光下也能看到彩色花纹 B．透过游标卡尺两测量爪间的狭缝，观看与狭缝平行的线光源时，看到彩色条纹 C．白光透过双缝，在光屏上出现黑白条纹 D．清晨洒水车洒的水珠成彩色的 2．我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的灯，除了红色光容易引起人们的视觉反应外，这样做的另一个重要的原因是(　　) A．红光比其他可见光更容易发生衍射 B．红光比其他可见光更容易发生干涉 C．红光比其他可见光频率更大 D．红光比其他可见光在玻璃中的折射率小 3．若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如甲、乙所示。则下列说法正确的是(　　) A．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度均变窄，条纹亮度也变暗 B．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，条纹亮度也变亮 C．在同一介质中传播，甲光比乙光的传播速度小 D．甲光和乙光以相