(共39张PPT)
人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
第四章 光
4.4 光的衍射
授课人：扬帆起航
CONTENTS
01
02
单缝衍射条纹
03
04
目录
圆孔、圆盘衍射
光的衍射
05
典 型 例 题
衍 射 光 栅
01
光的衍射
光
水波的衍射
复习回顾
障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.
什么是波的衍射现象？
如何看到明显的衍射现象呢？
光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？为什么平时我们看到的光是沿的直线传播的？
S
实验演示
S
一、光的衍射
1.光的衍射：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的 衍射现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
2.光的明显衍射条件：
障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。
02
单缝衍射
光
二、单缝衍射
1.现象：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射
到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上
的AB区域；若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到
几何阴影区，在AA′，BB′区出现亮暗相间的条纹，即
发生了衍射现象．
2.单色光单缝衍射图样的特点：
①条纹不等间距；
②中央条纹亮而宽；
③两侧条纹较暗较窄，对称分布。
④波长一定时，单缝越窄，现象越明显，中央亮纹越宽越暗
不同缝宽的单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同色光的单缝衍射
3.不同波长光的衍射图样：
① 单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽。
②白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．
光的干涉和衍射图样比较
双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？
3、干涉条纹与衍射条纹的区别
（1）干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
（2）衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
（双缝）干涉图样
（单缝）衍射图样
双缝间距越小，条纹间距越大
单缝宽度越小，条纹间距越大
（单色光）波长越小，条纹间距越小
（单色光）波长越小，条纹间距越小
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹
典例分析
例1.如图所示，四个图是不同的单色光采用相同装置形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A. 是光的干涉图样
B. 是光的干涉图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
A
例2、如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫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).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（ ）
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
B
03
圆孔、圆盘衍射
光
三、圆孔、圆盘衍射
圆孔衍射
圆孔衍射
A
S
1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑
几乎沿直线传播
2、 孔较小时——屏上出现衍射花样（亮暗相间的不等间距的圆环，这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐渐变暗的不等距的同心圆
3.圆孔衍射图样的两个特点
a．单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不 等距的圆环．越向外，亮环亮度越低．
b．白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．
圆孔衍射现象
圆盘衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
实验：在光束中放一个不透明圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
中心有小亮斑
圆盘衍射
圆孔衍射
圆盘衍射
圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同？
光的衍射现象
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．
圆屏衍射
圆孔衍射
钢针的衍射
例3．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图1所示的清晰的明暗相 间的图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹）( )
A．很小的不透明的圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明圆板
D
典例分析
04
衍 射 光 栅
光
阅读课本：p99-100
四、衍射光栅
(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
(2)衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．
05
典 型 例 题
光
1．下列对衍射现象的描述中正确的是（ ）
A．用白光做衍射实验时，得到的亮纹是彩色的
B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清
C．用圆屏作障碍物，影的中心全是暗斑
D．窄缝衍射图样的中心条纹最亮、最宽
ABD
2．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（ ）
A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样
D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样
A
3．在双缝干涉实验中，如果将其中一条缝遮住，那么在屏上看到的情况是（ ）
A．只剩下一条亮纹
B．仍有原来的干涉条纹，但亮度变暗
C．有明暗相间的条纹，但中央亮纹亮且宽，其余亮纹亮度迅速减弱
D．有明暗相间的条纹，但宽度相同，条纹变窄
C
4．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样，据此可以判断出（ ）
A．a、b图都是光线射到圆孔后的衍射图样，a图中孔的直径较大
B．a、b图都是光线射到圆板后的衍射图样，b图中板的直径较大
C．a图是光线射到圆孔后的衍射图样，b图是光线射到圆板后的衍射图样
D．b图是光线射到圆孔后的衍射图样，a图是光线射到圆板后的行射图样
C
5、在单缝衍射实验中,下列说法不正确的是( )
A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
B
6．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激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（ ）
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的直线传播性
C．这里应用的是光的干涉现象
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
A
7．下图为甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，则甲乙两光相比（ ）
A．甲光更容易衍射
B．甲光的折射率小
C．甲光全反射临界角小
D．甲光在真空中传播速度小
C
8．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在真空中，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C．增大空气一侧的入射角，a光线先消失
D．在真空中用同一装置进行双缝干涉实验， a光的
条纹间距大于b光的条纹间距
B
思维导图
