4.5 光的衍射(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

5　光的衍射 学习任务一　光的衍射 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)衍射现象:当光通过很窄的缝或很小的孔时,光没有沿直线传播,而是绕过缝或孔的边缘,传播到　　　　的地方,这就是光的衍射现象.  (2)发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸跟光的波长　　　　　　,甚至比光的波长　　　　的时候,衍射现象十分明显.  【辨别明理】 (1)衍射条纹和干涉条纹都是明暗相间的,所以二者是一样的. (　) (2)只有波长长的光才发生衍射现象. (　) (3)白光的单缝衍射图样是黑白相间的直条纹. (　) 例1 下列现象中属于光的衍射现象的是 (　) A.雨后天空美丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜的彩色条纹 C.光通过三棱镜产生的彩色条纹 D.对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹 [反思感悟] 　     变式1 (多选)下列情况中能产生明显衍射现象的是 (　) A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多 B.光的波长与孔或障碍物的尺寸相当 C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸大小 D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多 [反思感悟] 　   【要点总结】 光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播,在障碍物的尺寸比光的波长大得多时,衍射现象不明显,也可以认为光沿直线传播. 学习任务二　三种不同的衍射现象 [物理观念] (1)单缝衍射 ①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、从中央向两边的亮度越来越暗且不等距的条纹,中央是亮条纹,亮度高,宽度大;单色光的波长越长,条纹间距越大,中央亮条纹越宽. ②白光的单缝衍射图样中央是白色亮条纹,两边是彩色条纹,其中最靠近中央亮条纹的色光是紫光,最远离中央的是红光. (2)圆孔衍射 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮条纹的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环,越向外,亮环亮度越低. ②白光的圆孔衍射图样中央亮环为白色,周围是彩色圆环. (3)圆盘衍射——泊松亮斑 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,使影的轮廓模糊不清.若在单色光传播途中,放一个较小的圆形障碍物,会发现在阴影中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑. 例2 [2025·云南师大附中高二月考] 一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样.下列四幅图有一幅不是由衍射产生的,该图样是 (　) A B C D [反思感悟] 　     变式2 用如图甲所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图乙所示,实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围.下列说法正确的是 (　) A.此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性 B.用不同波长的光做实验,衍射图样完全相同 C.若只将圆孔变小,则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D.若只将圆孔变小,则屏上得到的衍射图样的范围将会变大 [反思感悟] 　   学习任务三　单缝衍射与双缝干涉的比较 [物理观念] 单缝衍射 双缝干涉 不同点 产生 条件 只要缝或孔足够小,任何光都能发生 频率和振动方向相同、相位差恒定的两列光波相遇叠加 条纹 宽度 条纹宽度不等,中央条纹最宽 条纹宽度相等 条纹间距 不相等 相等 亮度 中央条纹最亮,两边条纹变暗 条纹清晰,亮度基本相同 相同点 成因 干涉、衍射都形成明暗相间的条纹,条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义 干涉、衍射都是波特有的现象,表明光是一种波 例3 [2026·福建厦门外国语学校高二月考] 下列四幅图中,有两幅为红、蓝两种色光经过同一套双缝干涉演示仪得到的图样,有两幅为红、蓝两种色光经过同一套单缝衍射仪所得到的图样,其中由红光形成的单缝衍射图样是 (　) A B C D [反思感悟] 　     变式3 利用图甲所示的装置,观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到图乙和图丙两种图样.则 (　) A.乙对应单缝,丙对应双缝 B.乙对应双缝,丙对应单缝 C.都是单缝,乙对应的缝宽较大 D.都是双缝,乙的双缝间距较大 学习任务四　衍射光栅 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. 1.构成 衍射光栅是由许多　　　　的狭缝　　　　　地排列起来形成的光学元件.  2.原理 增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变　　　,亮度将　　　　.  3.透射光栅和反射光栅 在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕,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　　　　光栅.如果在高反射率的金属上刻痕,就可以做成　　　　光栅.  例4 (多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是 (　) A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的 B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类 C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝 D.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝 [反思感悟] 　   1.(光的衍射)(多选)[2026·吉林大学附中高二月考] 关于单缝衍射形成的条纹,下列说法正确的是 (　) A.单缝的宽度越小,衍射条纹越亮 B.单缝的宽度越小,衍射现象越明显 C.入射光的波长越长,衍射现象越明显 D.入射光的波长越短,衍射现象越明显 2.(光的干涉和衍射)[2025·河北石家庄二中高二期中] 一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹,现将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可能看到 (　) A.与原来相同的明暗相间条纹,只是亮条纹比原来暗些 B.与原来不相同的明暗相间条纹,而中央亮条纹变宽些 C.只有一条与缝宽对应的亮条纹 D.无条纹,只存在一片红光 3.(光的干涉和衍射图样的区分)如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一个单缝衍射仪器形成的图样(黑色部分表示亮纹,保持缝到屏的距离不变),其中属于蓝光的衍射图样的是 (　) A B C D 学科网（北京）股份有限公司 $ 5　光的衍射 [教材链接] (1)相当宽　(2)相当　还小 【辨别明理】 (1)×　(2)×　(3)×　 例1　D　[解析] 雨后天空美丽的彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫作光的色散现象,A错误;日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉,故B错误;一束白光通过三棱镜产生的彩色条纹属于光的折射现象,故C错误;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹,属于单缝衍射,故D正确. 变式1　ABC　[解析] 发生明显衍射的条件是障碍物、缝、孔的尺寸可以与光的波长相当甚至比光的波长还小,故选A、B、C. 例2　C　[解析] 干涉图样的条纹间距相等,衍射图样的中央条纹最宽,所以C是光的双缝干涉图样,A是圆孔衍射图样,B是泊松亮斑,是光的衍射图样,D是光的单缝衍射图样,即A、B、D是光的衍射图样,C是光的干涉图样,原理与其他三幅图不同,故选C. 变式2　D　[解析] 此实验说明了光的衍射现象,且说明光具有波动性,A错误;用不同波长的光做实验,衍射图样并不相同,因为波长越长,对同一圆孔而言,衍射现象越明显,B错误;圆孔变小,透光强度变小,中央亮斑和亮纹的亮度变弱,C错误;圆孔变小,衍射现象更明显,衍射图样的范围反而变大,D正确. 例3　C　[解析] A、B两幅图的条纹间距是相等的,应该是双缝干涉图样,不是单缝衍射图样,故A、B错误;从C、D图像中可以看出,这两幅图的条纹间距特点是:中间亮条纹最宽、最亮,往两边条纹宽度逐渐减小,是单缝衍射图样,且由于红光波长比蓝光长,在单缝衍射中红光的条纹间距更大,所以C图应该是红光单缝衍射的图样,D图应该是蓝光单缝衍射的图样,故C正确,D错误. 变式3　A　[解析] 单缝衍射图样为中央亮纹最宽最亮,两边变窄,双缝干涉图样是明暗相间的条纹,条纹间距相等,条纹宽度相等,结合图乙、丙可知,乙对应单缝,丙对应双缝,A正确,B、C、D错误. [教材链接] 1.等宽　等距离 2.窄　增加 3.透射　反射 例4　ABD　[解析] 衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的,分为透射光栅和反射光栅两类,对于透射光栅来说,当光照到刻痕上时,由于光发生漫反射而不太透光,未刻痕的部分相当于透光的狭缝,故A、B、D正确,C错误. 随堂巩固 1.BC　[解析] 单缝的宽度越小,透过单缝的光的能量越小,亮度也越小,故A错误;产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多,或者比波长小,因为波长都很短,所以在单缝衍射现象中,单缝的宽度越小,衍射现象越明显,故B正确;根据衍射的特点,在单缝的宽度不变的情况下,入射光波长越长,越容易发生明显的衍射现象,故C正确,D错误. 2.B　[解析] 挡住一缝后,在屏上得到的可能是单缝衍射图样.衍射图样和干涉图样中央都出现亮条纹,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间距的明暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹且亮条纹的亮度减弱,且衍射图样中央亮条纹较宽,故选B. 3.B　[解析] 条纹间距相等的图样属于光的干涉图样,故A、C错误;条纹间距不相等的图样属于衍射图样,由于红光的波长大于蓝光的波长,所以红光的衍射图样中的中央亮条纹的宽度比蓝光的大,故B正确,D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $