第四章 5. 光的衍射-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学习手册（人教版）

邻两条亮条纹间距△x=a n-l (2)测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如 图乙所示，其示数为 mm 思路点拨 在“用双缝干涉测量光的波长”的 实验中，让光源通过滤光片获得单色光， 让单色光通过单缝，获得线光源，让单 色的线光源通过双缝在光屏上产生干 涉条纹。手轮的读数等于固定刻度读数 加上可动刻度读数，需估读。关键是会 用手轮读数并且明确“用双缝干涉测量 光的波长”的实验中的操作步骤与注意 事项。 情境拓展 1801年，托马斯·杨进行了著名的杨氏 5.光的 知识梳理 1.定义：光绕过 偏离直线传播的 现象。 2.产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的 尺寸接近光的波长或比光的波长还小。 3.衍射图样。 (1)单缝衍射：中央条纹为 ，离中 央条纹越远，亮条纹的宽度 亮度 。 白光衍射时，中央仍为 最靠近中央的是 最远离中央的是 ；狭缝越窄， 第四章光。 双缝干涉实验，有力地支持了光的波动说。 如图甲所示是双缝干涉实验装置的示意图， 某次实验中，利用黄光得到的干涉条纹如图 乙所示。为了增大条纹间距，下列做法中可 行的是() 滤光片单缝双缝 遮光筒 光屏 光源 目镜 乙 情境拓展题图 A.只增大滤光片到单缝的距离 B.只增大双缝间的距离 C.只增大双缝到屏的距离 D.只把黄色滤光片换成绿色滤光片 衍射 中央亮条纹 (2)圆孔衍射：明暗相间的 (3)圆盘衍射（泊松亮斑）。 泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆 盘上，在圆盘的阴影中心出现的 这是光的 的有力证据之一。白光的 圆盘衍射图样中央亮圆为 周围是 学 79 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） (4)单缝衍射和双缝干涉区别：单缝衍射中 央亮纹更宽、更亮，亮纹不等距，双缝 干涉亮纹等距。 要点突破 川要点1对光的衍射的理解 1.干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉 和衍射现象越明显。在任何情况下都可以 发生衍射现象，只是明显与不明显的差别。 2.衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种 特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得 多时，光才可以看作是沿直线传播的。 例1让太阳光垂直照射一块遮光板，板上 有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角 形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏 上将先后出现（) A.由大变小的三角形光斑，直至光斑消失 B.由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩 色条纹，直至条纹消失 C.由大变小的三角形光斑，明暗相间的条 纹，直至黑白色条纹消失 D.由大变小的三角形光斑，小圆形光斑， 80)学 明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失 思路点拨 当孔足够大时，由光的直线传播， 判断孔后的屏上形成图像的形状；当孔 减小到一定程度时，将发生小孔成像现 象，据此判断孔后的屏上图像的形状； 孔继续减小，将发生光的衍射现象，据 此分析孔后的屏上图像的形状。 变式训练① 如图所示，图甲、乙是由同一单色光分 别入射到两圆孔而形成的图样，其中图甲是 光的 (填“干涉”或“衍射”)图 样。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的 孔径 (填“大于”或“小于”)图 乙所对应的圆孔的孔径。 变式训练1题图 川要点2衍射与干涉的区别与联系 种类 单缝衍射 双缝干涉 项目 条纹条纹宽度不等， 中 宽度 央条纹最宽 条纹宽度相等 不 同 条纹 各相邻条纹间距不各相邻条纹等间 点 间距 等 距 亮度 中央条纹最亮，越各条纹亮度基本 向两侧条纹越暗 相同 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波 相同点 的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条 纹 第四章光。 例2在白炽灯的照射下，从两块捏紧的玻 线传播的结论 璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发 D.在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这 光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象 是光的衍射现象 情境拓展 A.都是光的衍射现象 B.都是光的干涉现象 柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。 C.前者是光的干涉现象，后者是光的衍射 这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用 现象 图示装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过 D.前者是光的衍射现象，后者是光的干涉 程实施自动控制，则光屏上的图像可能是 现象 ( 思路点拨 激光器 抽丝机 薄膜干涉，空气层上下表面的反射 光相互叠加；狭缝是单个光源，只能发 细铜丝 生衍射现象。 光屏 情境拓展题图 B变式训练2 (多选)下列说法正确的是( lIl A.光的衍射现象是光波相互叠加的结果， B 光的衍射现象说明了光具有波动性 B.用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射 tn 光的波长越长，衍射现象越显著 D C.光的衍射现象和干涉现象否定了光的直 6.光的偏振 激光 2.偏振光。 知识梳理 光在垂直于传播方向的平面上，只沿着 1.自然光。 某个特定的 。这种光叫作偏振光。 太阳以及日光灯、发光二极管等普通光 光的偏振现象证明光是 源发出的光，包含着在垂直于传播方向上3.狭缝对横波、纵波的影响。 的光，而且沿着各个方向振动的光 (1)若机械波是横波，当质点的振动方向与 波的强度都 。 这种光是“自然光”。 狭缝 时，机械波能通过狭缝， 学 81同理，当上玻璃板平行上移时，条纹向着劈尖移动，且 间距不变，C正确，D错误。 变式训练2BC 情境拓展 D【解析】对于空气劈尖干涉，相邻亮条纹（或暗 条纹)对应空气层厚度差为号，设相邻亮条纹间距为 入 △x,空气劈尖的夹角为6，则有sin9=2 。又6很小， 则有m国：应兰。设演珠K的直径为D,作 出几何关系如图所示，由几何关系可得tam=-D= D 2 2a-D,又an0=7人=，联立解得D=2+n0 2a D 2Ax a 4+,可知要测量滚珠K的直径D,则需要测量单色 4a△x 光的波长、标淮立方体玻璃块G的棱长a。故选D。 H G H2 情境拓展题答图 "4.实验：用双缝干涉测量光的波长 知识梳理 知识点 3.2)A=42)4= n-1 要点突破 例1(1)EDB(2)放置单缝、双缝时， 必须使缝平行单缝、双缝间的距离要适当【解析】 (1)滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获 取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃 屏A上。所以排列顺序为C、E、D、B、A。(2)在操 作步骤②时应注意的事项：放置单缝、双缝时，必须使 缝平行：单缝、双缝间的距离要适当。 变式训练(1)13.8702.310(2)号4x6.6x10~ 例2(1)A(2)1.970【解析】(1)调节光源 高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需要放单缝 和双缝，A错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使测 参考答案与解析 微目镜分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，B正 确；n条亮条纹之间有n-1个间距，相邻条纹的间距 △=号，C正确。(2)手轮的读数为15m+0.01× 47.0mm=1.970mm。 情境拓展 C【解析】根据条纹间距公式△x=可知，增大滤 光片到单缝的距离，对条纹间距△x没有影响：增大双 缝间的距离d,条纹间距△x将减小；增大双缝到屏的距 离1，条纹间距△x将增大；把黄色滤光片换成绿色滤光 片，则色光的波长入变小了，条纹间距△x也将减小。 故选C。 ●m5.光的衍射 知识梳理 1.障碍物3.(1)亮条纹越窄越暗白光紫 光红光越暗(2)不等距圆环(3)亮斑波动 说白色彩色圆环 要点突破 例1D【解析】当孔足够大时，由于光的直线传 播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的 继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆 形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当 时，出现明暗相间的衍射条纹，最后随孔的闭合而全部 消失，所以D正确。 变式训练1衍射小于 例2C【解析】根据干涉和衍射的条件，两块玻 璃板的空气层形成薄膜干涉，白炽灯发出的光通过狭缝 会发生衍射现象。 变式训练2AB 情境拓展 D【解析】当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小 于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置运用了光 的衍射现象，与激光通过单缝看到的衍射条纹是相同 的，即产生不等间距条纹、中央条纹特别宽，两侧条纹 较窄，条纹对称分布。故选D。 "6.光的偏振激光 知识梳理 1.沿一切方向振动相同2.方向振动横波 3.(1)平行(2)通过 33