物理人教版（2019）选择性必修第一册4.5光的衍射（共27张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册4.5光的衍射（共27张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-30 14:38:26 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第5节 光的衍射
单缝
屏幕
s
波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影
里去继续传的现象叫波的衍射。
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长越小。衍射现象越明显
复习提问
问题1．什么是波的衍射现象？
问题2．发生明显衍射的条件是什么？
水波的衍射
S1
通过前面的学习，我们知道，既然光是一种波,为什么
我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光
沿着直线传播的呢
光是波，是不是能发生衍射现象呢
一、光的衍射
1、定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象。
2、衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
3、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。
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小．
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ．
激光束
像屏
一 单缝衍射
波长很短 400-700nm
调节狭缝宽窄
波长一定时，单缝越窄，现象越明显，中央亮纹越宽越暗
1.单缝衍射条纹的特征（单色光）
一 单缝衍射
(1)、明暗相间的条纹不等距条纹，中央为亮纹且宽而亮．
(2)、由中央向两侧条纹越来越暗越窄，对称分布
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
3.单缝衍射规律
1、波长一定时，单缝越窄,中央 条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显)
2、单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大(衍射越明显)
3、白光（白炽灯）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．
改变缝宽
改变波长
思考：用单色光分别通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，它们的特点如何？
圆孔衍射
S
中心为圆形亮斑
当孔较小时，在屏上出现明暗相间的圆形条纹
圆孔衍射
二 圆孔衍射
A
B
S
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）
原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光,在屏上叠加的结果.
光直线传播形成的影（圆屏）
当圆屏减小到较小时，在光屏上出现明暗相间的圆环，且在黑影中间由一亮斑。
泊松亮斑
在其影子的中心有一个亮斑
在其影子的中心有一个亮斑
泊松 法国科学家，光是波 理论的反驳家
反而证明了 光是波 理论 正确性
光的衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）
2 单缝衍射规律：缝越小 波长越大 条纹越宽，白光衍射为彩色条纹，中央为白光，两侧为彩色。
3 衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小
一、单缝衍射
二、圆孔衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（中央亮斑）
2 衍射条件：孔的尺寸接近波长或 比波长还要小
三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（影子中心由一亮斑）
光的衍射现象
圆屏衍射
圆孔衍射
钢针的衍射
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，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。
圆孔
针尖
衍射现象
衍射屏(障碍物)
衍射图样
观察屏
入射光波
狭缝
圆屏
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。
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均匀的，白光形成彩色条纹
单色光形成明暗条纹不均匀，白光形成彩色条纹
2．惠更斯原理：实际衍射现象可以看做很多子波源的干涉。
干涉条纹和衍射条纹的区别
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器，产生的条纹分辨程度高。可分为透射光栅和反射光栅。
通过x射线分子的衍射光栅发现DNA的双螺旋结构
a.N=1
b.N=2
c.N=3
d.N=4
五、衍射光栅
1、下列属于光的衍射现象的是（ ）
A雨后天空出现的绚丽的彩虹
B阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围
有彩色花纹
DE
2 、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（ ）
A．比其他色光更容易发生衍射
B．比其他可见光更容易发生干涉
C．比其他可见光更容易发生反射
D．比其他可见光更容易发生折射
A
课堂练习
3、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：
__________，____________；___________．
圆形亮斑
烛烟的像
明暗相间的圆环
课堂练习
4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是________
abcd
课堂练习
5.用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，
则像屏上观察到( )
A、宽度均匀的明暗相间的条纹。
B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。
C、一条亮纹。
D、一片亮光。
B
课堂练习
6.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到 ( )
A.黑白相间的直条纹
B.黑白相间的弧形条纹
C.彩色的直条纹
D.彩色的弧形条纹.
C
课堂练习
1 、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播
2 、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还
小，光就发生衍射。
3 、 光的衍射并没有否定光的直线传播，而是
指出了它的适用范围和它的局限性。
4、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相
比，甚至比波长还小时，衍射现象明显。
课堂小结：
第5节 光的衍射
单缝
屏幕
s
波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影
里去继续传的现象叫波的衍射。
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长越小。衍射现象越明显
复习提问
问题1．什么是波的衍射现象？
问题2．发生明显衍射的条件是什么？
水波的衍射
S1
通过前面的学习，我们知道，既然光是一种波,为什么
我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光
沿着直线传播的呢
光是波，是不是能发生衍射现象呢
一、光的衍射
1、定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象。
2、衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
3、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。
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小．
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ．
激光束
像屏
一 单缝衍射
波长很短 400-700nm
调节狭缝宽窄
波长一定时，单缝越窄，现象越明显，中央亮纹越宽越暗
1.单缝衍射条纹的特征（单色光）
一 单缝衍射
(1)、明暗相间的条纹不等距条纹，中央为亮纹且宽而亮．
(2)、由中央向两侧条纹越来越暗越窄，对称分布
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
3.单缝衍射规律
1、波长一定时，单缝越窄,中央 条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显)
2、单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大(衍射越明显)
3、白光（白炽灯）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．
改变缝宽
改变波长
思考：用单色光分别通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，它们的特点如何？
圆孔衍射
S
中心为圆形亮斑
当孔较小时，在屏上出现明暗相间的圆形条纹
圆孔衍射
二 圆孔衍射
A
B
S
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）
原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光,在屏上叠加的结果.
光直线传播形成的影（圆屏）
当圆屏减小到较小时，在光屏上出现明暗相间的圆环，且在黑影中间由一亮斑。
泊松亮斑
在其影子的中心有一个亮斑
在其影子的中心有一个亮斑
泊松 法国科学家，光是波 理论的反驳家
反而证明了 光是波 理论 正确性
光的衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）
2 单缝衍射规律：缝越小 波长越大 条纹越宽，白光衍射为彩色条纹，中央为白光，两侧为彩色。
3 衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小
一、单缝衍射
二、圆孔衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（中央亮斑）
2 衍射条件：孔的尺寸接近波长或 比波长还要小
三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（影子中心由一亮斑）
光的衍射现象
圆屏衍射
圆孔衍射
钢针的衍射
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，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。
圆孔
针尖
衍射现象
衍射屏(障碍物)
衍射图样
观察屏
入射光波
狭缝
圆屏
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。
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均匀的，白光形成彩色条纹
单色光形成明暗条纹不均匀，白光形成彩色条纹
2．惠更斯原理：实际衍射现象可以看做很多子波源的干涉。
干涉条纹和衍射条纹的区别
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器，产生的条纹分辨程度高。可分为透射光栅和反射光栅。
通过x射线分子的衍射光栅发现DNA的双螺旋结构
a.N=1
b.N=2
c.N=3
d.N=4
五、衍射光栅
1、下列属于光的衍射现象的是（ ）
A雨后天空出现的绚丽的彩虹
B阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围
有彩色花纹
DE
2 、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（ ）
A．比其他色光更容易发生衍射
B．比其他可见光更容易发生干涉
C．比其他可见光更容易发生反射
D．比其他可见光更容易发生折射
A
课堂练习
3、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：
__________，____________；___________．
圆形亮斑
烛烟的像
明暗相间的圆环
课堂练习
4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是________
abcd
课堂练习
5.用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，
则像屏上观察到( )
A、宽度均匀的明暗相间的条纹。
B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。
C、一条亮纹。
D、一片亮光。
B
课堂练习
6.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到 ( )
A.黑白相间的直条纹
B.黑白相间的弧形条纹
C.彩色的直条纹
D.彩色的弧形条纹.
C
课堂练习
1 、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播
2 、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还
小，光就发生衍射。
3 、 光的衍射并没有否定光的直线传播，而是
指出了它的适用范围和它的局限性。
4、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相
比，甚至比波长还小时，衍射现象明显。
课堂小结：