3.3光的衍射 课件 (3)19张PPT
文档属性
| 名称 | 3.3光的衍射 课件 (3)19张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-01-06 09:19:27 | ||
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文档简介
课件19张PPT。光的衍射1．观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点．
2．知道产生明显衍射现象的条件．一、光的衍射
?定义：光离开直线路径绕到孔或障碍物的____里去的现
象，叫光的衍射．
?发生明显衍射的条件：当障碍物或小孔的尺寸比波长
___或_________时，会发生明显的衍射现象．
提醒 (1)一切光波均会发生衍射现象．
(2)光的直线传播是光衍射不明显时的近似规律．阴影小相差不大?几种常见的衍射现象
(1)单缝衍射
①用单色光照的现象：中间条纹又宽又亮的明暗相间的条纹．
②用白光照的现象：中间白色亮条纹(又宽又亮)，两边彩色
的条纹．
(2)小孔衍射：明暗相间的圆形条纹，中央为圆形亮斑．
(3)圆板衍射：圆形阴影中心有一_____，称为_________．
二、衍射光栅
?构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
?特点：它产生的条纹比单缝衍射条纹宽度__，亮度___，所
以_____________________．
?种类： _________和_________．亮斑泊松亮斑窄高分辨程度高，便于测量透射光栅反射光栅(1)中央条纹亮而宽．
(2)两侧亮纹具有对称性，亮纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．
(3)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．
(4)白色的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮纹的内侧为紫色．一、三种衍射现象和图样特征
?单缝衍射图样的特点?圆孔衍射
(1)圆孔衍射如图13－5、6－1所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图13－5、6－2甲所示的情形，无明显的衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图13－5、6－2乙所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．图13－5、6－1(2)圆孔衍射的图样特征
①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，圆(亮)环亮度越低．②白光的圆孔衍射图样：中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．
(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓的边缘模糊不清，若在单色光(如激光)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．图13－5、6－2?圆板衍射(2)形成泊松亮斑时，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．
(3)圆板衍射图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．二、单缝衍射与双缝干涉的比较
特别提醒 (1)单缝衍射可以理解为若干个干涉，从而理解条纹相间排列．
(2)光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大．
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加．思考与讨论(教材P59)
点拨 因为光的波长太小，可见光的波长大约在10－7 m这个数量级上，日常生活中的孔(缝)或障碍物的尺寸要远大于这个数量级，光不能发生明显衍射，所以我们观察不到光的明显衍射；光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的．教材资料分析做一做(教材P65)
点拨 1.无明显变化．因为自然光包含在垂直传播方向上一切方向的光，且沿各个方向振动的光的强度相同．
2．明暗有明显变化．因为玻璃表面、光滑桌面的反射光及玻璃折射的光都是偏振光．
3．因为数字式电子表的液晶显示屏上、下两板面处有两片偏振片，将偏振片放置在显示屏上，使进入表面的光的强度发生变化，从而显示屏亮度变化． 对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是
( )．
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大
甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性【典例1】衍射及图样分析解析 光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小很多的情况下，光才可以看成是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.
答案 ABD 在一次观察光衍射的实验中，观察到如图13－5、6－3所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是 ( )．
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的圆板【变式1】图13－5、6－3解析 由图可知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，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故选项D正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．
答案 D 以下关于衍射现象的描述，正确的是 ( )．
A．当障碍物或小孔的大小和光波波长可比拟时，光将明
显偏离直线传播，发生明显衍射
B．白光照在肥皂泡上出现的彩色花纹是衍射现象
C．蚌壳内表面在白光照射下呈现彩色花纹是衍射现象
D．手术室里使用的无影灯就是利用光的衍射
解析 A是衍射现象明显的发生条件，B、C均为薄膜干涉，D是利用了光的直线传播，A正确．
答案 A光的干涉与光的衍射的联系与区别【典例2】 单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是下图中 ( )．
解析 光的双缝干涉条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹，而在光的单缝衍射图样中，中间是宽度最大最亮的亮条纹，在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小，亮度也越来越低，故选项A正确．
答案 A【变式2】关于衍射，下列说法中正确的是 ( )．
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果
B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
解析 干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影．但影的形成与衍射现象并不矛盾．
答案 AB衍射及图样分析1．如图13－5、6－4所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明、暗相间的两种条纹图样．下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹) ( )．
A．甲为单缝衍射的图样
B．乙为双缝干涉的图样
C．甲为双缝干涉的图样
D．乙为单缝衍射的图样光的干涉与光的衍射的联系与区别图13－5、6－42.解析 双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A、B正确．
答案 AB
2．知道产生明显衍射现象的条件．一、光的衍射
?定义：光离开直线路径绕到孔或障碍物的____里去的现
象，叫光的衍射．
?发生明显衍射的条件：当障碍物或小孔的尺寸比波长
___或_________时，会发生明显的衍射现象．
提醒 (1)一切光波均会发生衍射现象．
(2)光的直线传播是光衍射不明显时的近似规律．阴影小相差不大?几种常见的衍射现象
(1)单缝衍射
①用单色光照的现象：中间条纹又宽又亮的明暗相间的条纹．
②用白光照的现象：中间白色亮条纹(又宽又亮)，两边彩色
的条纹．
(2)小孔衍射：明暗相间的圆形条纹，中央为圆形亮斑．
(3)圆板衍射：圆形阴影中心有一_____，称为_________．
二、衍射光栅
?构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
?特点：它产生的条纹比单缝衍射条纹宽度__，亮度___，所
以_____________________．
?种类： _________和_________．亮斑泊松亮斑窄高分辨程度高，便于测量透射光栅反射光栅(1)中央条纹亮而宽．
(2)两侧亮纹具有对称性，亮纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．
(3)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大．
(4)白色的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮纹的内侧为紫色．一、三种衍射现象和图样特征
?单缝衍射图样的特点?圆孔衍射
(1)圆孔衍射如图13－5、6－1所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图13－5、6－2甲所示的情形，无明显的衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图13－5、6－2乙所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．图13－5、6－1(2)圆孔衍射的图样特征
①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，圆(亮)环亮度越低．②白光的圆孔衍射图样：中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．
(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓的边缘模糊不清，若在单色光(如激光)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．图13－5、6－2?圆板衍射(2)形成泊松亮斑时，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．
(3)圆板衍射图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．二、单缝衍射与双缝干涉的比较
特别提醒 (1)单缝衍射可以理解为若干个干涉，从而理解条纹相间排列．
(2)光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大．
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加．思考与讨论(教材P59)
点拨 因为光的波长太小，可见光的波长大约在10－7 m这个数量级上，日常生活中的孔(缝)或障碍物的尺寸要远大于这个数量级，光不能发生明显衍射，所以我们观察不到光的明显衍射；光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的．教材资料分析做一做(教材P65)
点拨 1.无明显变化．因为自然光包含在垂直传播方向上一切方向的光，且沿各个方向振动的光的强度相同．
2．明暗有明显变化．因为玻璃表面、光滑桌面的反射光及玻璃折射的光都是偏振光．
3．因为数字式电子表的液晶显示屏上、下两板面处有两片偏振片，将偏振片放置在显示屏上，使进入表面的光的强度发生变化，从而显示屏亮度变化． 对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是
( )．
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大
甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性【典例1】衍射及图样分析解析 光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小很多的情况下，光才可以看成是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.
答案 ABD 在一次观察光衍射的实验中，观察到如图13－5、6－3所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是 ( )．
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的圆板【变式1】图13－5、6－3解析 由图可知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，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故选项D正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．
答案 D 以下关于衍射现象的描述，正确的是 ( )．
A．当障碍物或小孔的大小和光波波长可比拟时，光将明
显偏离直线传播，发生明显衍射
B．白光照在肥皂泡上出现的彩色花纹是衍射现象
C．蚌壳内表面在白光照射下呈现彩色花纹是衍射现象
D．手术室里使用的无影灯就是利用光的衍射
解析 A是衍射现象明显的发生条件，B、C均为薄膜干涉，D是利用了光的直线传播，A正确．
答案 A光的干涉与光的衍射的联系与区别【典例2】 单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是下图中 ( )．
解析 光的双缝干涉条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹，而在光的单缝衍射图样中，中间是宽度最大最亮的亮条纹，在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小，亮度也越来越低，故选项A正确．
答案 A【变式2】关于衍射，下列说法中正确的是 ( )．
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果
B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
解析 干涉和衍射都是波叠加的结果，干涉中有衍射现象，衍射中也有干涉现象．当障碍物的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，因而形成影．但影的形成与衍射现象并不矛盾．
答案 AB衍射及图样分析1．如图13－5、6－4所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明、暗相间的两种条纹图样．下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹) ( )．
A．甲为单缝衍射的图样
B．乙为双缝干涉的图样
C．甲为双缝干涉的图样
D．乙为单缝衍射的图样光的干涉与光的衍射的联系与区别图13－5、6－42.解析 双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A、B正确．
答案 AB