高中物理 选择性必修1 第四章 5 光的衍射课件PPT

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5　光的衍射1.观察光的衍射现象,了解产生明显衍射现象的条件。2.演示单缝衍射现象,观察单缝衍射图样。3.能够区分双缝干涉图样和单缝衍射图样。4.知道衍射现象在生活中的应用,能用衍射知识对生活中的有关现象进行解释和分析。1.用单色平行光照射狭缝,当缝调到很窄时,可以发现,光绕过了缝的边缘,传播到了①　相当宽    的地方,这就是光的②　衍射    现象。2.光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。光在没有障碍物的③　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。但是,在障碍物的尺寸可以跟光的波长④　相比    ,甚至比光的波长⑤　还小    的时候,衍射现象十分明显,这时就不能说光沿直线传播了。　　单缝衍射的条纹比较宽,而且距离中央亮条纹较远的条纹,亮度也很⑥　低    ,因此单缝衍射不能达到实用要求。实验表明,如果增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变⑦　窄    ,亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。1.光的衍射说明光不能沿直线传播。 (    ✕　)2.阳光下茂密的树林中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。 (     ✕ 　)提示:阳光下茂密的树林中地面上的圆形亮斑是小孔成像,是由光沿直线传播形成的。3.隔着帐幔看远处的灯,看到灯周围辐射彩色的光芒,是光的干涉现象。 (     ✕ 　)提示:隔着帐幔看远处的灯,看到灯周围出现彩色的光芒,属于光的衍射现象。4.白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,是光的衍射现象。 (   ✕ 　)提示:白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,这是光的折射现象。5.衍射现象中也有干涉的成分。 (　√　)情境    用两支铅笔夹成一条狭缝,让眼睛紧贴着狭缝并且让狭缝与日光灯管平行,可以看到美丽的彩色条纹。问题1.这是什么现象?提示:这是光的衍射现象。2.如何使这种现象十分明显?提示:当缝的宽度与光的波长接近时,衍射现象非常明显。3.条纹为什么是彩色的?提示:日光灯发出的白光是复色光,包含了各种颜色的光,发生衍射时不同色光的亮条纹的位置不同,于是各种色光就区分开了,形成彩色条纹。4.眼睛紧靠狭缝,并隔着红色滤光玻璃,观看远处与狭缝平行的线状日光灯时,若将狭缝的宽度逐渐缩小(但并不完全闭合),看到的衍射条纹如何变化?提示:条纹逐渐变宽。 光产生明显衍射现象的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比光波的波长小或跟光波的波长相差不多。 光是一种波(1)光的衍射现象表明光是一种波。衍射是波特有的现象,光能够离开直线路径绕到缝、孔或障碍物的阴影里,即光能发生衍射,表明光是一种波。(2)可见光的波长在400 nm到760 nm范围内,由发生明显衍射现象的条件可知,可见光的衍射现象不易观察。 几种衍射现象的图样特征(1)单缝衍射图样的特征①中央条纹亮而宽。②两侧亮条纹具有对称性,亮条纹宽度逐渐变窄,亮度逐渐降低。③波长一定时,单缝窄的中央亮条纹宽,各条纹间距大;单缝不变时,波长长的中央亮条纹宽,各条纹间距大。④白光的单缝衍射条纹,中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹,且靠近白色亮条纹的一侧为紫色,另一侧呈红色。(2)圆孔衍射图样的特征①单色光的圆孔衍射图样:中央亮圆的亮度大,向外是明暗相间的不等距的圆环。越向外,亮圆环亮度越低。②白光的圆孔衍射图样:中央亮圆为白色,向外是彩色圆环。(3)圆盘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盘,会发现在适当的距离上,影的中心有一个亮斑,这就是泊松亮斑(如图所示)。①形成泊松亮斑时,圆盘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。②圆盘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。③圆盘衍射图样与圆孔衍射图样比较a.均有明暗相间的圆环,中心均有亮斑。b.圆孔衍射图样的中心亮斑较大,而泊松亮斑较小。 衍射条纹产生的实质衍射条纹,实质上是光波发生干涉的结果,即相干波叠加的结果。当光源发出的光照射到缝、孔或障碍物时,缝、孔处或障碍物的边缘处可看成许多点光源,这些点光源是相干光源,发出的光发生干涉,形成明暗相间的条纹。 单缝衍射和双缝干涉的比较