湖北省华中师大一附中2020年高二网课课件——双缝实验及光的衍射（20200312）
文档属性
| 名称 | 湖北省华中师大一附中2020年高二网课课件——双缝实验及光的衍射（20200312） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 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 | 2020-04-07 10:40:04 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
1
（1）形成亮、暗条纹的条件
光程差：
1. 双缝干涉规律
S1
S2
P1
P
r1
r2
亮条纹：
n=0,1,2…
暗条纹：
n=0,1,2…
2
3
（2）相邻亮（暗）条纹间距大小
相邻亮条纹中心间距
相邻暗条纹中心间距
4
2. 用双缝干涉测量光的波长
（1）实验原理
测出条亮条纹间的距离a，求得相邻两个亮条纹间的距离 。
测出双缝到屏的距离 。
结合双缝之间的间距，由 求波长。
5
（2）实验装置
6
（3）实验步骤
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏（毛玻璃）的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量条亮纹间的距离 a
7
①安装仪器的顺序：光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏
②双缝与单缝相互平行，且竖直放置
③光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上(共光轴)
④若出现在光屏上的光很弱，很有可能是光学器件不共轴所致；若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系
（4）注意事项
8
15
20
5
10
0
20
25
15
第1条时读数
第4条时读数
15
20
5
10
0
30
35
40
45
（5）测量头的使用和读数
9
2.192mm，7.869mm,故亮条纹间距为1.65mm
[2015·全国卷Ⅰ] 在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝到屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.
10
11
12
光的衍射:
光能够绕过障碍物偏离直线传播的现象
1. 光的衍射
13
光波发生明显衍射的条件:
障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
日常生活中，障碍物的尺寸比光的波长大很多，故衍射现象不明显。
14
2. 单缝衍射
单缝衍射条纹特点：
（1）明暗相间且不等距条纹
（2）中央亮纹宽而亮
（3）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗
观察屏
衍射条件：单缝足够窄
15
单缝衍射规律：
（1）波长（红光）一定时，单缝窄，其中央条纹宽，各条纹间距大
（2）单缝不变时，光波波长大（红光），其中央亮纹越宽，条纹间隔越大
（3）白光（白炽灯）的单缝衍射,其中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹。
16
3. 圆孔衍射
圆孔
观察屏
光源
（1）圆孔很大——圆形光斑（影的形成）
（2）圆孔比发光光源小——光源的倒立实像（小孔成像）
（3）孔的大小与波长相当——中央亮，周围为明暗相间的同心圆环且亮度小。（光的衍射）
17
在单缝衍射、圆孔衍射的图样中，都有一些亮条纹和暗条纹。
这是由于来自单缝、圆孔不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果。
18
4. 圆盘衍射
光源
圆盘
观察屏
圆盘衍射特点：
（1）阴影外有明暗相间且不等距的同心圆条纹
（2）阴影中心有一亮点，称为“泊松亮斑”
1818年，法国巴黎，鼓励对光的衍射的研究，
菲涅尔按波动说提出了严密解决衍射问题的数学方法；
泊松为了反对光的波动说，利用菲涅尔的数学方法计算圆盘衍射，在一定条件下影的中央会有亮斑；
评委阿拉果实验中观察到该亮斑。
19
5. 其他衍射
各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。
20
衍射现象和干涉现象条纹的对比
相同点：由于光的叠加而产生的明暗相间的条纹。
不同点：
①双缝干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。
②单缝衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布。
21
6. 衍射光栅
增加狭缝个数，衍射条纹宽度更窄，亮度更高。
为了得到宽度更窄，亮度更高的光线，由此制成光栅。
22
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。
透射光栅：很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻部分相当于透光狭缝，从而制成透射光栅。
反射光栅：高反射率的金属上刻痕，做成反射光栅。
23
休息10min
24
1
（1）形成亮、暗条纹的条件
光程差：
1. 双缝干涉规律
S1
S2
P1
P
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亮条纹：
n=0,1,2…
暗条纹：
n=0,1,2…
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3
（2）相邻亮（暗）条纹间距大小
相邻亮条纹中心间距
相邻暗条纹中心间距
4
2. 用双缝干涉测量光的波长
（1）实验原理
测出条亮条纹间的距离a，求得相邻两个亮条纹间的距离 。
测出双缝到屏的距离 。
结合双缝之间的间距，由 求波长。
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（2）实验装置
6
（3）实验步骤
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏（毛玻璃）的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量条亮纹间的距离 a
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①安装仪器的顺序：光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏
②双缝与单缝相互平行，且竖直放置
③光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上(共光轴)
④若出现在光屏上的光很弱，很有可能是光学器件不共轴所致；若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系
（4）注意事项
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20
5
10
0
20
25
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第1条时读数
第4条时读数
15
20
5
10
0
30
35
40
45
（5）测量头的使用和读数
9
2.192mm，7.869mm,故亮条纹间距为1.65mm
[2015·全国卷Ⅰ] 在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝到屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.
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光的衍射:
光能够绕过障碍物偏离直线传播的现象
1. 光的衍射
13
光波发生明显衍射的条件:
障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
日常生活中，障碍物的尺寸比光的波长大很多，故衍射现象不明显。
14
2. 单缝衍射
单缝衍射条纹特点：
（1）明暗相间且不等距条纹
（2）中央亮纹宽而亮
（3）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗
观察屏
衍射条件：单缝足够窄
15
单缝衍射规律：
（1）波长（红光）一定时，单缝窄，其中央条纹宽，各条纹间距大
（2）单缝不变时，光波波长大（红光），其中央亮纹越宽，条纹间隔越大
（3）白光（白炽灯）的单缝衍射,其中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹。
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3. 圆孔衍射
圆孔
观察屏
光源
（1）圆孔很大——圆形光斑（影的形成）
（2）圆孔比发光光源小——光源的倒立实像（小孔成像）
（3）孔的大小与波长相当——中央亮，周围为明暗相间的同心圆环且亮度小。（光的衍射）
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在单缝衍射、圆孔衍射的图样中，都有一些亮条纹和暗条纹。
这是由于来自单缝、圆孔不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果。
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4. 圆盘衍射
光源
圆盘
观察屏
圆盘衍射特点：
（1）阴影外有明暗相间且不等距的同心圆条纹
（2）阴影中心有一亮点，称为“泊松亮斑”
1818年，法国巴黎，鼓励对光的衍射的研究，
菲涅尔按波动说提出了严密解决衍射问题的数学方法；
泊松为了反对光的波动说，利用菲涅尔的数学方法计算圆盘衍射，在一定条件下影的中央会有亮斑；
评委阿拉果实验中观察到该亮斑。
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5. 其他衍射
各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。
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衍射现象和干涉现象条纹的对比
相同点：由于光的叠加而产生的明暗相间的条纹。
不同点：
①双缝干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。
②单缝衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布。
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6. 衍射光栅
增加狭缝个数，衍射条纹宽度更窄，亮度更高。
为了得到宽度更窄，亮度更高的光线，由此制成光栅。
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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。
透射光栅：很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻部分相当于透光狭缝，从而制成透射光栅。
反射光栅：高反射率的金属上刻痕，做成反射光栅。
23
休息10min
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