5 光的衍射
[教材链接] (1)相当宽 (2)相当 还小
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.
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 B [解析] 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有亮条纹宽度相同且等间距,根据双缝干涉条纹间距Δx=λ可知,波长λ越大,则Δx越大,故左边第一个是红光的,第三个是蓝光的;单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,且波长越大,则中央亮条纹越粗,故第二个是紫光的,选项B正确.
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.BD [解析] 电磁波在真空中的传播速度都相等,则深紫外线在真空中的传播速度等于紫光的速度,A错误;电磁波在介质中的速度小于真空中的速度,则深紫外线进入液体后传播速度变小,B正确;因频率与介质无关,则深紫外线进入液体频率不变,C错误;电磁波波长越长越容易发生明显衍射,因为深紫外线比紫光波长短,所以更不容易发生明显衍射,D正确.
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.5 光的衍射
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.A [解析] 用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察光源时所看到的是光的衍射现象,狭缝越小,衍射现象越明显.故选A.
3.B [解析] 由题图可以看到,其条纹的特点是中央条纹最宽最亮,且条纹间距不相等,所以图为衍射图样,而不是干涉图样,故A错误,B正确;由衍射图样的特征可知,中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关,入射光波长越长,单缝越窄,中央亮条纹的宽度越大,而红光的波长比蓝光的波长要长,故C、D错误.
4.AD [解析] 当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变窄,则说明衍射现象不明显,可知金属丝变粗.故选A、D.
5.D [解析] 从成因分析,光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果,两者都表明光是一种波,故A、C错误,D正确;从条纹特点看,虽然条纹宽度、间距方面两者有所区别,但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明(由单色光的颜色决定)暗相间的,白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的,故B错误.
6.A [解析] 根据衍射和干涉得到的图样特点可以得出结论,选项A正确.
7.B [解析] 干涉条纹是等间距的条纹,因此题图甲、乙是干涉图样,题图丙、丁是衍射图样,故B正确,A错误;由Δx=λ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长长,故C错误;形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长长,故D错误.
8.AC [解析] 将入射光由可见光换成X射线,即波长λ变小,衍射条纹间距变窄,选项A正确;使单缝宽度变小,则衍射条纹间距变宽,选项B错误;换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽,选项C正确;增大单缝到屏的距离,则衍射条纹间距变宽,选项D错误.
9.A [解析] 圆孔衍射图样的中央是大亮斑,亮斑周围存在有限宽度的明暗相间的圆环,其外是阴影;圆板衍射图样的中央是阴影,阴影中心有一小亮斑,阴影周围存在明暗相间的圆环.
10.B [解析] 由于单缝衍射条纹与单缝平行,且条纹中间宽、两边窄,故B正确,A、C、D错误.
11.AD [解析] 当做单缝实验时,中央是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图为题图乙,A正确,B错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图为题图丙,C错误,D正确.
12.C [解析] 能观察到明显的衍射现象的小孔的尺寸应该接近或小于0.5 μm.本题小孔直径是从1.0 μm逐渐减小到0.1 μm的,所以在开始阶段没有明显的衍射现象,光基本上是沿直线传播的,因此在光屏上应该得到和小圆孔相似的圆形亮斑,当孔的直径减小到接近0.5 μm时,将发生较为明显的衍射现象,所以光屏上出现明暗相间的圆环;随着小孔直径的减小,光的衍射现象越来越明显,衍射图样的范围越来越大,相邻亮纹和相邻暗纹间的距离也逐渐增大,同时由于通过小孔的光越来越少,所以衍射图样的亮度将变得越来越暗,选项C正确.
13.(1) < (2)B A
[解析] (1)由几何关系n1==,由题图可知光束2偏折程度较大,故n1(2)因为n1λ2,所以两束光通过相同宽度的狭缝时光束1衍射现象较明显,中间亮条纹较宽,光束2中间亮条纹较窄,故光屏P1上的图样是B,光屏P2上的图样是A.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.
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
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 [2024·江苏苏州中学期中] 下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是 ( )
A
B
C
D
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
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 [2025·山东济南二中高二月考] 用红光、蓝光分别做双缝干涉实验,用黄光、紫光分别做单缝衍射实验,得到的图样如图所示(黑色部分表示亮纹).在四个图中从左往右排列,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
[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
[反思感悟]
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 (衍射光栅)(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)光刻机是制作芯片的核心装置,主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上.如图所示,DUV光刻机使用的是深紫外线,其波长为193 nm.为提高投影精细图的能力,在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率,紫光的波长为390 nm,下列说法正确的是 ( )
A.深紫外线在真空中的传播速度大于紫光的速度
B.深紫外线进入液体中,传播速度变小
C.深紫外线进入液体中,频率更大
D.深紫外线比紫光更不容易发生明显衍射
2.(光的干涉和衍射)[2025·河北石家庄二中期中] 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 ( )5 光的衍射 (时间:40分钟 总分:52分)
(选择题每小题4分)
◆ 知识点一 光的衍射
1.(多选)[2024·吉林长春一中期中] 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.如图所示是用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察光源时所得到的三种图像.当游标卡尺两测量爪间的狭缝宽度从0.8 mm逐渐变小时,所得到的图像的顺序是 ( )
A.abc B.cba C.bac D.cab
3.如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样,下列说法正确的是 ( )
A.图为干涉图样
B.图为衍射图样
C.只减小狭缝宽度,中央亮纹会变窄
D.只将红光换成蓝光,中央亮纹会变宽
4.(多选)[2025·山西太原一中期末] 抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过一根细丝后在光屏上所产生的条纹变化,即可判断细丝粗细的变化,则下列说法正确的是 ( )
A.这里应用的是光的衍射现象
B.如果屏上条纹变窄,表明抽制的丝变细
C.这里应用的是光的干涉现象
D.如果屏上条纹变窄,表明抽制的丝变粗
◆ 知识点二 单缝衍射与双缝干涉的比较
5.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是 ( )
A.光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理
B.光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的
C.光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点
D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
6.利用图所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到图中甲和乙两种图样.下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 ( )
A.甲对应单缝,乙对应双缝
B.甲对应双缝,乙对应单缝
C.都是单缝,甲对应的缝宽较大
D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大
7.如图所示,甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝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.甲、乙是光的衍射图样
B.丙、丁是光的衍射图样
C.形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短
D.形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短
8.(多选)[2024·广东湛江一中高二月考] 中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人.在对青蒿素化学结构的研究中,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构.在做单缝衍射实验时,下列说法中正确的是 ( )
A.将入射光由可见光换成X射线,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,衍射条纹间距变窄
9.某研究性学习小组用特殊强光照射圆孔和不透明圆板后,得到了如图甲、乙所示的衍射图样.据此可以判断出 ( )
A.甲是光线射到圆孔后的衍射图样,乙是光线射到圆板后的衍射图样
B.甲是光线射到圆板后的衍射图样,乙是光线射到圆孔后的衍射图样
C.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样,甲孔的直径较大
D.甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样,乙孔的直径较大
10.某同学使用特殊强光作为光源,在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的缝,进行光的衍射实验,如图所示,则他在光屏上看到的条纹是图中的 ( )
A
B
C
D
11.(多选)如果在单缝衍射或双缝干涉的实验中将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况(如图所示).下列说法正确的是 ( )
A.当做单缝实验时,光强分布图为乙图
B.当做单缝实验时,光强分布图为丙图
C.当做双缝实验时,光强分布图为乙图
D.当做双缝实验时,光强分布图为丙图
12.[2024·江苏启东中学月考] 如图所示,在挡板上开一个大小可以调节的小圆孔P,用点光源S(波长为0.5 μm)照射小孔,小孔后面放一个光屏MN,点光源和小孔的连线垂直于光屏,并与光屏交于其中心.当小孔的直径从1.0 μm逐渐减小到0.1 μm时,在光屏上看到的现象将会是 ( )
A.光屏上始终有一个圆形亮斑,并且其直径逐渐减小
B.光屏上始终有明暗相间的同心圆环,并且其范围逐渐增大
C.光屏上先形成直径逐渐减小的圆形亮斑,然后形成范围逐渐增大而亮度逐渐减弱的明暗相间的同心圆环
D.光屏上先形成直径逐渐减小的圆形亮斑,然后形成范围逐渐减小而亮度逐渐增大的明暗相间的同心圆环
13.(4分)[2024·山东青岛二中月考] 如图所示,一束复合光以60°的入射角先经正三角形截面的三棱镜后分成两束,标记为光束1和光束2,其中光束1在棱镜中的光线平行于棱镜底边,再让两束光通过相同宽度的狭缝投射到光屏P1、P2上,得到衍射图样.根据实验应该可得以下结论:
(1)(2分)该棱镜对光束1的折射率为n1= ;且n1 (选填“>”“<”或“=”)n2(n2为棱镜对光束2的折射率).
(2)(2分)光屏P1上的图样是 ;光屏P2上的图样是 .(填写下面提供的图样编号)
A
B
C
D(共56张PPT)
5 光的衍射
学习任务一 光的衍射
学习任务二 三种不同的衍射现象
学习任务三 单缝衍射与双缝干涉的比较
学习任务四 衍射光栅
备用习题
随堂巩固
练习册
◆
答案核查【导】
答案核查【练】
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.
相当宽
相当
还小
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
[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 (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
[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.
√
√
√
【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 ［2024·江苏苏州中学期中］ 下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的
是( )
A. B. C. D.
[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 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
√
[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.
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 ［2025·山东济南二中高二月考］ 用红光、蓝光分别做双缝干涉实验，用
黄光、紫光分别做单缝衍射实验，得到的图样如图所示(黑色部分表示亮纹).在
四个图中从左往右排列，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
√
[解析] 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有亮条纹宽度相同且等间距，
根据双缝干涉条纹间距 可知，波长 越大，则 越大，故左边第一个
是红光的，第三个是蓝光的；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度
越小越暗，且波长越大，则中央亮条纹越粗，故第二个是紫光的，选项B正确.
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
[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.
√
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.
等宽
等距离
2.原理
增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变____，亮度将______.
窄
增加
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.
透射
反射
例4 (衍射光栅)(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
[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.
√
√
√
1.(多选)对衍射现象的定性分析正确的是( )
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象
B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播理论
[解析] 衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，
干涉、衍射是一切波所具有的特性，选项A、B、C正确；光的直线传播只是近
似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传
播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，选项D错误.
√
√
√
2.如图所示的四个图形中表示著名的泊松亮斑的是 ( )
A. B. C. D.
[解析] 泊松亮斑是光入射到不透明的圆盘上产生的衍射现象,衍射条纹的特点是
在中央有一个亮斑,但亮斑较小,亮斑外侧的暗条纹较宽,即在较大阴影中心有一
亮点,选项B正确.
√
3.让太阳光垂直照射一块大的遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，
当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现 ( )
A.由大变小的三角形光斑，直至光斑消失
B.由大变小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C.由大变小的三角形光斑，明暗相间的黑白色条纹，直至黑白色条纹消失
D.由大变小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
√
[解析] 三角形孔稍大时，根据光的直线传播规律，可知屏上呈现的是三角形光
斑；逐渐减小三角形孔，到一定程度又符合小孔成像原理，屏上呈现小圆形光
斑，即太阳的像；再减小三角形孔，至其大小与光的波长可比时，屏上又会呈
现出彩色条纹，这是光通过小孔后的衍射图样 正确.
4.某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中为单缝， 为
双缝，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：
(1) 该同学用一束太阳光照射时，屏上没有出现干涉条纹；移去 后，在屏上
出现不等间距条纹，此条纹是由__________产生的.
光的衍射
[解析] 移去 后，只剩下单缝，发生单缝衍射现象，形成不等间距的条纹，故
此条纹是由光的衍射产生的.
(2) 移去后，遮住缝与缝中的任一个， 上均出现一窄亮斑，出现以上实
验结果的主要原因是_______________.
双缝、太宽
[解析] 没有出现明暗相间的条纹，只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，
其主要原因是双缝、 太宽.
(3) 若单色光通过缝或缝后在 上依次出现如图甲、乙、丙、丁所示条纹，
说明___________________.
缝或缝越来越窄
[解析] 从四张单缝衍射图样可以看出，由图甲到图丁，衍射现象越来越明显，
说明缝或 越来越窄.
1.(光的衍射)(多选)光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜
版上的图形印制到硅片上.如图所示， 光刻机使用的是深紫外线，其波长为
.为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分
辨率，紫光的波长为 ，下列说法正确的是( )
A.深紫外线在真空中的传播速度大于紫光的
速度
B.深紫外线进入液体中，传播速度变小
C.深紫外线进入液体中，频率更大
D.深紫外线比紫光更不容易发生明显衍射
√
√
[解析] 电磁波在真空中的传播速度都相等，则深紫外线在真空中的传播速度等
于紫光的速度，A错误；电磁波在介质中的速度小于真空中的速度，则深紫外
线进入液体后传播速度变小，B正确；因频率与介质无关，则深紫外线进入液
体频率不变，C错误；电磁波波长越长越容易发生明显衍射，因为深紫外线比
紫光波长短，所以更不容易发生明显衍射，D正确.
2.(光的干涉和衍射)［2025·河北石家庄二中期中］ 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
√
[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.(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.
[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.
√
练习册
知识点一 光的衍射
1.(多选)［2024·吉林长春一中期中］ 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
√
√
[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.如图所示是用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察光源时所得到的三种图像.当游
标卡尺两测量爪间的狭缝宽度从 逐渐变小时，所得到的图像的顺序是
( )
A. B. C. D.
[解析] 用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察光源时所看到的是光的衍射现象，狭
缝越小，衍射现象越明显.故选A.
√
3.如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是( )
A.图为干涉图样
B.图为衍射图样
C.只减小狭缝宽度，中央亮纹会变窄
D.只将红光换成蓝光，中央亮纹会变宽
[解析] 由题图可以看到，其条纹的特点是中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，
所以图为衍射图样，而不是干涉图样，故A错误，B正确；由衍射图样的特征可
知，中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关，入射光波长越长，单缝
越窄，中央亮条纹的宽度越大，而红光的波长比蓝光的波长要长，故C、D错误.
√
4.(多选)［2025·山西太原一中期末］ 抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗
细，如图所示，观察激光束经过一根细丝后在光屏上所产生的条纹变化，即可
判断细丝粗细的变化，则下列说法正确的是( )
A.这里应用的是光的衍射现象
B.如果屏上条纹变窄，表明抽制的丝变细
C.这里应用的是光的干涉现象
D.如果屏上条纹变窄，表明抽制的丝变粗
√
√
[解析] 当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，
该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变窄，则说明衍射现象不明
显，可知金属丝变粗.故选A、D.
知识点二 单缝衍射与双缝干涉的比较
5.关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是( )
A.光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B.光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的
C.光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
[解析] 从成因分析，光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表
明光是一种波，故A、C错误，D正确；从条纹特点看，虽然条纹宽度、间距方
面两者有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明(由单色光的颜色决定)
暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，故B错误.
√
6.利用图所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图中甲
和乙两种图样.下列关于 处放置的光学元件说法正确的是( )
A.甲对应单缝，乙对应双缝 B.甲对应双缝，乙对应单缝
C.都是单缝，甲对应的缝宽较大 D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大
[解析] 根据衍射和干涉得到的图样特点可以得出结论，选项A正确.
√
7.如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝形成
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.甲、乙是光的衍射图样
B.丙、丁是光的衍射图样
C.形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短
D.形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短
√
[解析] 干涉条纹是等间距的条纹，因此题图甲、乙是干涉图样，题图丙、丁是
衍射图样，故B正确，A错误；由 可知，条纹宽的入射光的波长长，所
以形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长长，故C错误；形成丙图样
的光的波长比形成丁图样的光的波长长，故D错误.
8.(多选)［2024·广东湛江一中高二月考］ 中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而
获得2015年诺贝尔医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人.在对青蒿素化学
结构的研究中,研究人员用比可见光波长更短的 射线衍射方法最终确定了其化
学结构.在做单缝衍射实验时,下列说法中正确的是( )
A.将入射光由可见光换成 射线,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,衍射条纹间距变窄
√
√
[解析] 将入射光由可见光换成射线,即波长 变小,衍射条纹间距变窄,选项A正确;
使单缝宽度变小,则衍射条纹间距变宽,选项B错误;换用波长较长的光照射,衍射条
纹间距变宽,选项C正确;增大单缝到屏的距离,则衍射条纹间距变宽,选项D错误.
9.某研究性学习小组用特殊强光照射圆孔和不透明圆板后,得到了如图甲、乙所
示的衍射图样.据此可以判断出( )
A.甲是光线射到圆孔后的衍射图样,乙是光线射到圆板后的衍射图样
B.甲是光线射到圆板后的衍射图样,乙是光线射到圆孔后的衍射图样
C.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样,甲孔的直径较大
D.甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样,乙孔的直径较大
√
[解析] 圆孔衍射图样的中央是大亮斑,亮斑周围存在有限宽度的明暗相间的圆环,
其外是阴影;圆板衍射图样的中央是阴影,阴影中心有一小亮斑,阴影周围存在明
暗相间的圆环.
10.某同学使用特殊强光作为光源,在不透光的挡
板上开一条缝宽为 的缝,进行光的衍射
实验,如图所示,则他在光屏上看到的条纹是图中
的( )
A. B. C. D.
[解析] 由于单缝衍射条纹与单缝平行,且条纹中间宽、两边窄,故B正确,A、C、
D错误.
√
11.(多选)如果在单缝衍射或双缝干涉的实验中将感光元件置于光屏上，则不仅
能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光
强的分布情况(如图所示).下列说法正确的是 ( )
A.当做单缝实验时，光强分布图为乙图
B.当做单缝实验时，光强分布图为丙图
C.当做双缝实验时，光强分布图为乙图
D.当做双缝实验时，光强分布图为丙图
√
√
[解析] 当做单缝实验时，中央是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的
宽度不等，所以其光强分布图为题图乙，A正确，B错误；当做双缝实验时，在
屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布图为题图丙，C错误，D正确.
12.［2024·江苏启东中学月考］如图所示,在挡板上开一个大小可以调节的小圆
孔,用点光源波长为照射小孔,小孔后面放一个光屏 ,点光源和小孔
的连线垂直于光屏,并与光屏交于其中心.当小孔的直径从 逐渐减小到
时,在光屏上看到的现象将会是( )
A.光屏上始终有一个圆形亮斑,并且其直径逐渐减小
B.光屏上始终有明暗相间的同心圆环,并且其范围逐渐增大
C.光屏上先形成直径逐渐减小的圆形亮斑,然后形成
范围逐渐增大而亮度逐渐减弱的明暗相间的同心圆环
D.光屏上先形成直径逐渐减小的圆形亮斑,然后形成范
围逐渐减小而亮度逐渐增大的明暗相间的同心圆环
√
[解析] 能观察到明显的衍射现象的小孔的尺寸应该接近或小于 .本题小孔
直径是从逐渐减小到 的,所以在开始阶段没有明显的衍射现象,光基
本上是沿直线传播的,因此在光屏上应该得到和小圆孔相似的圆形亮斑,当孔的直
径减小到接近 时,将发生较为明显的衍射现象,所以光屏上出现明暗相间的
圆环;随着小孔直径的减小,光的衍射现象越来越明
显,衍射图样的范围越来越大, 相邻亮纹和相邻暗纹
间的距离也逐渐增大,同时由于通过小孔的光越来越
少,所以衍射图样的亮度将变得越来越暗,选项C正确.
13.(4分)［2024·山东青岛二中月考］ 如图所示，一束复合光以 的入射角先
经正三角形截面的三棱镜后分成两束，标记为光束1和光束2，其中光束1在棱镜
中的光线平行于棱镜底边，再让两束光通过相同宽度的狭缝投射到光屏、
上，得到衍射图样.根据实验应该可得以下结论：
(1) (2分)该棱镜对光束1的折射率为____；且___(选填“ ”“ ”或“ ”)
为棱镜对光束2的折射率 .
[解析] 由几何关系 ，由题图可知光束2偏折程度较大，故
.
(2) (2分)光屏上的图样是___；光屏 上的图样是___.(填写下面提供的图样编号)
A B .
C D .
A
[解析] 因为，故 ，所以两束光通过相同宽度的狭缝时光束1衍射
现象较明显，中间亮条纹较宽，光束2中间亮条纹较窄，故光屏 上的图样是B，
光屏 上的图样是A.
A B .
C D .
［教材链接］.（1）相当宽 （2）相当,还小
例1.D 变式1.ABC 例2.C 变式2.D 例3.B 变式3.A
［教材链接］ 1.等宽,等距离 2.窄,增加 3.透射,反射
例4.ABD
随堂巩固
1.BD 2.B 3.B
基础巩固练
1.BC 2.A 3.B 4.AD 5.D 6.A 7.B
综合提升练
8.AC 9.A 10.B 11.AD 12.C 13.（1）, （2）,A
