4.5 光的衍射 导学单 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章 光 4.5 光的衍射 一、前置学习单 1.学习目标 · 通过观察演示实验，知道光的衍射现象。 · 知道产生明显衍射现象的条件。 · 通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹。 · 知道什么是衍射光栅以及衍射光栅在生活以及科学技术中的应用。 二、情景活动单 （一）知识回顾 1、什么是波的衍射现象？ 2、发生明显衍射的条件是什么？ （二）课堂引入 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？ （三）光的衍射 实验演示1：用游标卡尺制作一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏，用一束单色平行光照射狭缝，改变狭缝宽度，观察实验现象。 1 缝比较宽时： 2 缝调到很窄时： 1、 什么是光的衍射现象 2、 衍射图样 3、 发生明显衍射的条件是什么？ 单缝衍射 实验演示2： 1 一束单色光照射到单缝上，注意观察衍射图样有什么特点？ 2 波长一定时，照射不同宽度的单缝，观察衍射图样 3 单缝不变，用不同波长的光照射单缝，观察衍射图样的特点。 总结单缝衍射图样特点： 1 中央条纹 ； 2 两侧条纹逐渐 ，对称分布； 3 条纹间距 。 4 波长一定时，单缝窄的中央条纹 ，各条纹间距 。 5 单缝不变时，波长越长的（红光）中央亮纹越 ，条纹间隔越 。 6 白光通过狭缝时，在屏上出现 条纹，中央为 条纹。 单缝衍射与双缝干涉的比较： 1、相同点： 种类 项目 单缝衍射 双缝干涉 不 产生条件 同 条纹宽度 点 条纹间距 亮度 圆孔衍射 实验演示3：一束单色光通过小孔（孔很小）时，发生衍射，观察形成的衍射图样，并说一说衍射图样的特点。 总结圆孔衍射图样的特点： 1 中央是大且亮的 ，周围分布着 ，且越靠外，圆形亮条纹的亮度 ，宽度 。 2 圆孔越小，中央亮斑的直径 ，同时亮度 。 3 用不同单色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越长，中央圆形亮斑的直径 。 4 白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的 ，周围是 的同心圆环。 圆板衍射（泊松亮斑） 实验演示4：一束单色光在传播途中遇到较小的圆形障碍物发生衍射，观看实验视频，注意观察衍射图样具有什么特点。 总结圆板衍射图样的特点： 1 中央是亮斑，圆板阴影的边缘是 ，在阴影外还有 的明暗相间的圆环。 2 若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个 ，这就是著名的泊松亮斑。 3 与圆孔衍射图样中心亮斑比较，泊松亮斑 。 （三）衍射光栅 1、衍射光栅 （1）增透光栅： （2）增反光栅： 三、学习评价单 1.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样以及红光、蓝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)。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（ ） A.黄蓝紫红 B.黄红紫蓝 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 2.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，下列说法正确的是（ ） A.甲图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆板衍射 B.乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先 推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心确 实有这个亮斑 C.不管是圆孔衍射还是圆板衍射，影像的边缘轮廓都是清晰的 D.发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里 3. (2023·淮安市高二期中)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（ ） A.这里应用的是光的直线传播现象 B.这里应用的是光的干涉现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 4. 关于衍射光栅，下列说法正确的是（ ） A.衍射光栅是由许多不等宽的狭缝组成的 B.减少狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将会增强 C.透射光栅中有刻痕的部分相当于透光的狭缝 D.当光通过光栅时，每个狭缝均起到单缝衍射的作用 学科网（北京）股份有限公司 $$