第4章 5. 光的衍射(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

５. 光的衍射 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 知道光的衍射现象和产生明显衍射的 条件ꎮ ２. 了解如何通过实验观察光的衍射现象ꎬ并 可以区分几种不同的衍射图样ꎮ ３. 能解释日常生活中的衍射并初步了解衍射 光栅ꎮ 思维脉络 光的衍射— —衍射现象—图样特点— —单缝衍射 —小孔衍射 — 障碍物的衍射 (泊松亮斑) —产生明显衍射现象的条件 —衍射光栅 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 光的衍射 　 　 １.衍射现象 光通过很窄的缝和很小的孔时ꎬ光没有沿 　 　 直线　 传播ꎬ它绕过了缝或孔的边缘ꎬ传播到 了障碍物　 　 后面　 的地方ꎮ ２.产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长　 相当　 ꎬ 甚至比光的波长　 　 还小　 ꎮ 知识点 ２ 衍射图样 　 　 １.单缝衍射条纹特点 (１)中央条纹为　 　 亮条纹　 ꎬ离中心条纹越 远ꎬ亮条纹的宽度　 　 变窄　 ꎬ亮度　 　 　 　 变暗　 ꎮ (２)狭缝越窄ꎬ中央亮条纹　 　 越宽越暗　 ꎮ ２.圆盘衍射(泊松亮斑) (１)现象 用平行光照射一个不透光的小圆盘时ꎬ在圆 盘阴影中心出现一个　 　 亮斑　 ꎮ (２)衍射图样的特点 圆形阴影中心有一 　 　 亮斑 　 ꎬ与小孔衍射 图样有明显区别ꎮ 知识点 ３ 衍射光栅 　 　 １.结构 有许多等宽的狭缝　 　 等距离　 排列起来形 成的光学元件ꎮ 狭缝的个数越多ꎬ衍射条纹的宽 度越　 　 窄　 ꎬ亮度越　 　 亮　 ꎮ 　 　 ２.衍射图样的特点 与单缝衍射相比ꎬ衍射条纹的宽度变　 　 窄　 ꎬ 亮度　 　 增加　 ꎮ ３.衍射光栅的种类 　 　 反射　 光栅和　 　 透射　 光栅ꎮ 思考辨析 　 『判一判』 (１)光的衍射说明光不能沿直线传播ꎮ ( × ) (２)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光 的衍射形成的ꎮ ( × ) (３)隔着帐幔看远处的灯ꎬ见到灯周围辐射彩色 的光芒ꎬ是光的干涉现象ꎮ ( × ) (４)白光通过盛水的玻璃杯ꎬ在适当的角度ꎬ可看 到彩色光ꎬ是光的衍射现象ꎮ ( × ) (５)衍射现象中也有干涉的成分ꎮ ( √ ) 『选一选』 　 　 (多选)在城市交通中ꎬ 用红灯表示禁止通行ꎬ其原 理是 ( ＣＤ ) Ａ. 红光容易产生干涉 Ｂ. 红光照射的距离大 Ｃ. 红光容易引起人们的视觉反应 Ｄ. 红光容易产生衍射 『想一想』 　 　 光遇到小孔、单缝或障碍物时ꎬ衍射现象可能 发生ꎬ也可能不发生ꎬ这种说法对吗? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 124 课内互动探究 细研深究􀅰破疑解难　 对光的衍射的理解 探究􀈀 情 境 导 入 　 　 这是用光射到一个不透光的小圆形障碍物上 形成的影ꎬ影的中心有一个圆形的亮斑ꎬ你知道这 是怎样形成的吗? 要 点 提 炼 　 　 １.光的衍射 (１)产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差 不多ꎮ (２)光是一种波 光的干涉现象已经表明光是一种波ꎬ由于衍 射也是波的特点ꎬ光能够衍射ꎬ因此ꎬ光能够绕过 障碍物或通过小孔进入阴影区而传播ꎬ即发生衍 射现象ꎮ (３)可见光的波长范围 １０ － ６ ｍ ~１０ － ７ ｍꎬ由发生明显衍射现象的条件 可知ꎬ光的衍射现象不易观察ꎮ ２.三种不同的衍射现象 (１)单缝衍射 单缝衍射图样的特点 ①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度 越来越暗且不等距的条纹ꎬ中央是亮纹ꎬ亮度大ꎬ 宽度也大ꎻ波长越长ꎬ条纹间距越大ꎬ中央亮纹 越宽ꎻ ②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹ꎬ两 边是彩色条纹ꎬ其中最靠近中央亮纹的色光是紫 光ꎬ最远离中央的是红光ꎮ (２)圆孔衍射 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮纹的亮度 大ꎬ外面是明暗相间的不等距的圆环ꎬ越向外ꎬ亮 环亮度越低ꎻ ②白光的圆孔衍射图样中央亮纹为白色ꎬ周 围是彩色圆环ꎮ (３)泊松亮斑———障碍物的衍射现象 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射ꎬ 使影的轮廓模糊不清ꎮ 若在单色光传播途中ꎬ放 一个较小的圆形障碍物ꎬ会发现在阴影中心有一 个亮斑ꎬ这就是著名的泊松亮斑ꎮ 　 　 只有圆孔足够小时ꎬ才能得到明显的衍射 图样ꎮ 在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中ꎬ 光屏依次得到几种不同现象———圆形亮斑(光 的直线传