物理人教版（2019）选择性必修第一册4.5光的衍射（共18张ppt）

(共18张PPT)
第四章 光
第5节 光的衍射
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？
波能够绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射.。
注意：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的一种现象。
产生明显的衍射现象的条件是：
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。波长越长、孔越小、衍射越明显。
【思考】衍射是波特有的一种现象，一切波都能发生衍射现象。光是一种波，也能发生衍射现象。你觉得怎样才能观察到明显的光的衍射现象？
在日常生活中，我们常说“光沿直线传播”。但光的干涉现象反映了光的波动性，说明光是一种波。
若要观察到明显的光的衍射现象，障碍物或狭缝的尺寸应很小，跟光的波长差不多或比光波长还小
一、光的衍射
1.光的衍射：光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。
2.明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
波长越长、孔越小、衍射越明显。
3. 单缝衍射：
3. 单缝衍射：
（1）单缝衍射特征：
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
红光波长：0.65mm
③ 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（波长最长），靠近光源的内侧为紫色（波长最短）。
总结：波长越长、孔越小、衍射越明显。
② 波长一定，单缝越窄，中央条纹越 ，条纹间距 。
越明显
宽
宽
越大
① 单缝一定，波长越大，衍射 ，中央亮纹越 。
（2）不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征
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 . 单缝宽度越小，
条纹间距越 .
（单色光）波长越小，条纹间越 . （单色光）波长越小，条纹间越 .
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.
大
大
小
小
4. 双缝干涉与单缝衍射图样条纹对比
5. 圆孔衍射
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．
【思考】若孔较大，屏上会出现什么样的图样？
光几乎沿直线传播，屏上出现清晰的光斑
圆环达到的范围远远超过根据光的直线传播所应照明的面积。
6. 各类孔的衍射现象
6. 圆盘衍射——泊松亮斑
用平行光照射一个不透光的小圆盘时，
在圆盘阴影中心出现一个亮斑圆形阴影中心有一亮斑，该亮斑称为泊松亮斑。
相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑
不同点：
①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小；
②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小；
③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。
圆
孔
衍
射
圆
盘
衍
射
1. 光栅是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．
二、 衍射光栅
【练习1】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 　）
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
【练习2】研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样。下列说法正确的是（　D　）
A．挡板上有两条平行的狭缝
B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄
C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄
D．将红色激光换成绿色激光，中央亮条纹将变窄
课堂小结