4.5光的衍射【知識(shí)精講精研】高二物理 課件（人教版2019選擇性必修第一冊）

4.5光的衍射選擇性必修第一冊

第四章

光復(fù)習(xí)回顧1.什么是波的衍射現(xiàn)象？2.產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么？障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。不考慮能量衰減，波長越長、孔越小、衍射越明顯。波能夠繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。注意：一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的一種現(xiàn)象觀察與思考：

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，說明光是一種波，什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？光的衍射實(shí)驗(yàn)一、光的衍射1.光的衍射：

光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去的現(xiàn)象。2.明顯衍射的條件：

障礙物或狹縫的尺寸比波長小或者跟波長相差不多。3.物理意義：光的衍射現(xiàn)象證明光是一種波。二、單縫衍射1.現(xiàn)象：如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)過單縫后照射到光屏上，若縫較寬，則光沿直線傳播，傳播到光屏上的AB區(qū)域；若縫足夠窄，則光不再沿直線傳播而是傳到幾何陰影區(qū)，在AA'，BB’區(qū)出現(xiàn)亮暗相間的條紋，即發(fā)生了衍射現(xiàn)象.AA′BB′AB2.單色光單縫衍射圖樣的特點(diǎn)：①條紋不等間距；②中央條紋亮而寬；③兩側(cè)條紋較暗較窄，對稱分布。④波長一定時(shí)，單縫越窄，現(xiàn)象越明顯，中央亮紋越寬越暗單縫寬度（2）不同色光或不同寬度單縫衍射條紋的特征③白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色（波長最長），靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色（波長最短）?？偨Y(jié)：波長越長、孔越小、衍射越明顯。①

單縫一定，波長越大，衍射

，中央亮紋越

。②波長一定，單縫越窄，中央條紋越

，條紋間距

。越明顯寬寬越大光的干涉和衍射圖樣比較（1）干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。

（2）衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對稱明暗相間的條紋，不等距，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。

條紋寬度的影響因素：（雙縫）干涉圖樣（單縫）衍射圖樣雙縫間距越窄，條紋間距越大單縫寬度越窄，條紋間距越大（單色光）波長越長，條紋間距越大（單色光）波長越長，條紋間距越大單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋6.各類孔的衍射現(xiàn)象

6.圓孔衍射

孔很大時(shí)，出現(xiàn)清晰光斑孔較小時(shí)，出現(xiàn)以中央最亮的光斑為圓心的逐漸變暗的不等距的同心圓，這些圓環(huán)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳播所能照明的范圍7.圓盤衍射——泊松亮斑

(1)實(shí)驗(yàn)：光經(jīng)一個(gè)不透明圓盤。(2)現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射．7.圓孔衍射與圓盤衍射圓孔衍射圓盤衍射相同點(diǎn)：均是明暗相間的光環(huán),中心均有亮斑圓孔衍射的背景是黑暗的,而圓盤衍射圖樣中的背景是明亮的。圓孔衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大,圓盤衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減?。徊煌c(diǎn)：圓孔衍射中心亮斑較大,而泊松亮斑較??；泊松亮斑8.光的直線傳播的條件只有在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果。圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射例1.

(多選)關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A．光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射B．白光的單縫衍射圖樣是黑白相間的直條紋C．雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象D．雙縫干涉圖樣與單縫衍射圖樣中的條紋寬度都是均勻的，只是亮度規(guī)律不同AC【課堂練習(xí)】二、衍射光柵

1.結(jié)構(gòu)：由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學(xué)儀器．2.衍射圖樣特點(diǎn)與單縫衍射相比，增加條紋個(gè)數(shù)，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．例2.(多選)如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是(

)A．a(chǎn)、b是光的干涉