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4.5光的衍射现象
第四章
光
学
光的衍射现象
光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。
1、光的衍射：
障碍物或狭缝的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多。
2、明显衍射的条件
3、物理意义：
光的衍射现象证明光是一种波。
一、单缝衍射
（2）中央亮纹宽而亮。
（3）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。
（1）条纹不等间距。
1.单缝衍射条纹的特征
2.单缝衍射规律
（1）波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大；
红光
a=0.8mm
红光
a=0.4mm
蓝光
a=0.4mm
（2）单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽，越暗。
白光衍射条纹的特征
白光单缝衍射：中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫。
二、圆孔衍射
S
屏上出现光斑，
但边缘有些模糊.
A
B
1、孔较大时——
二、圆孔衍射
光沿直线传播
光的衍射
屏上出现光源倒立的像
2、孔减小时——
二、圆孔衍射
3、孔较小时——
A
B
S
——屏上出现亮暗相间、不等间距的圆环。（这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围）
衍射图样
三、圆屏衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
实验：在光束中放一个不透明圆盘.
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑.
四、衍射光栅
1、透射光棚:在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的平行刻痕，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,一般每毫米有几十到几千个狭缝。
2、反射光栅:在高反射率的金属上刻痕.
如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。
N=1
N=2
N=3
N=4
干涉现象与衍射现象的区别
干涉现象
衍射现象
产生条件
条纹宽度
光强分布
条纹的变化
频率相同的两列
相干光相遇叠加
任何光都能发生衍射
等宽、等距
中央最宽，两侧的亮纹逐渐变窄。
从中央明条纹往两侧光强变化很小
光强分布主要集中在中央亮纹，两侧的亮纹逐渐变暗。
间距与波长成正比
波长有关，但缝宽影响更大
1、如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，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
B
2、如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光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.a、b是光的干涉图样
B.c、d是光的干涉图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
A
3、某同学自己动手制作如图7所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，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A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于______________产生的．
(2)移去A后，遮住缝S1与缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是_________________．
(3)若光通过缝S1或缝S2后在C上依次出现如图8甲、乙、丙、丁所示条纹，说明了什么？_____________________.
光的衍射
双缝S1、S2太宽
缝S1或缝S2越来越窄
