4.5 光的衍射 （导学案）-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.5光的衍射导学案
学习目标：
1.知道光的衍射现象，了解产生明显衍射现象的条件(重点)。
2.知道衍射条纹的特点，会区分衍射条纹和干涉条纹(重难点)。
一、光的衍射
1．用单色平行光照射狭缝，当缝很________时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了____________的地方。这就是光的衍射现象。
2．各种不同形状的障碍物都能使光发生_______，致使影的轮廓______，出现_______的条纹。
3．发生明显衍射现象的条件：在障碍物或狭缝的尺寸足够________的时候，衍射现象十分明显。
思考与讨论：
有同学说：“光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，光不再发生衍射现象”，这种说法对吗？
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深化总结：
三种衍射图样的特点：
1．单缝衍射
(1)单色光通过狭缝时，在屏上出现明暗相间的条纹，中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹。
(2)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大。
2.圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环。如图所示。
(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。
(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。
(3)用不同单色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。
(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色的同心圆环。
3．圆板衍射(泊松亮斑)
(1)若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。
(2)中央是亮斑(与圆孔衍射图样中心亮斑比较，泊松亮斑较小)，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
二、衍射光栅
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。
答案：
一、
1．窄　相当宽
2．衍射　模糊不清　明暗相间
3．小
思考与讨论
不对。衍射现象是一定会发生，大光斑说明光是沿直线传播的，衍射现象不明显，但大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的。
二、
1．等宽　等距离　2.窄　增加
3．透射　反射