11-06光的衍射(5)

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《第四章 5 光的衍射》教学设计教学反思

《光的衍射》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解光的衍射现象，掌握单缝衍射和圆孔衍射的基本规律。

2. 能够运用数学知识计算衍射条纹间距，并分析衍射条纹的形状和方向。

3. 培养观察能力和思考能力，增强对科学的探索精神。

二、教学重难点1. 教学重点：理解光的衍射原理，掌握单缝衍射和圆孔衍射的基本规律。

2. 教学难点：运用数学知识计算衍射条纹间距，并分析衍射条纹的形状和方向。

三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。

2. 准备单缝、圆孔等实验器械，确保实验效果明显。

3. 准备计算衍射条纹间距所需的数学工具和公式。

4. 设计问题引导教室讨论和思考，确保学生充分理解光的衍射现象和规律。

四、教学过程：一、导入通过一些生活中常见的光学现象，如：光导纤维通信、阳光下茂密树林的地面光斑、雨后天空中的彩虹等等，提出问题：这些现象背后隐藏的物理原理是什么？从而引出本堂课的主题——光的衍射。

二、新课讲解1. 介绍光的衍射现象：当光在传播过程中遇到障碍物时，光的一部分会绕过障碍物继续传播，这种现象就叫做光的衍射。

2. 演示实验：通过实验观察光的衍射现象，如应用单缝或者单丝来观察光的衍射条纹。

3. 讲解衍射原理：光的衍射是由于光的波动性和在障碍物尺寸遥小于光波波长时发生的现象。

具体来说，光会绕过障碍物边缘，在障碍物后面形成亮区和暗区。

4. 讲解衍射的应用：如光导纤维通信、光学仪器制造、艺术品雕刻等领域中都有光的衍射的应用。

三、学生活动1. 让学生自己动手制作简单的衍射实验装置，观察并记录实验结果。

2. 让学生思考并讨论衍射现象在实际生活中的应用，并尝试诠释这些应用背后的物理原理。

四、教室小结1. 总结本堂课的主要内容：光的衍射现象、原理和应用。

2. 强调光的衍射在生活中的应用及其重要性。

五、作业安置1. 完成相关练习题。

2. 观察并记录生活中其他光学衍射现象，并尝试诠释其原理。

六、教学反思本堂课的教学效果如何？学生对光的衍射现象、原理和应用掌握得如何？在教学过程中有哪些亮点和不足的地方？如何改进和提高今后的教学效果？这些问题都需要教师在课后进行深入的教学反思。

光的衍射(高中物理教学课件)

祝你学业有成
2024年4月28日星期日8时34分12秒
典型例题
例6.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（ B ） A．明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹 B．明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹 C．一条红色的条纹 D．既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像例7.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从1mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是 bacd .
答：平时缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大得多，所以不能观察到明显的衍射现象。
问题：如何才能让光产生明显衍射？
一.光的衍射
1.单缝衍射
实验装置：在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝实验现象：当缝比较宽时，光沿着直线通过狭缝，在屏上产生一条与缝宽相当的亮条纹。当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，而且还出现了明暗相间的条纹。缝越小，衍射现象越明显。实验结论：光能够绕过障碍物继续传播。光的衍射现象说明光是波。
二.X射线衍射与双螺旋
二.X射线衍射与双螺旋
典型例题
例1.用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光
屏上得到衍射图形，它们的特征是（ B ）
A．用小圆盘中央是暗的，用小圆孔中央是亮的 B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘中央是亮的，用小圆孔中央是暗的
例2.(多选)关于光的衍射现象,下面说法正确的是（ AC）
实验表明，如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。它是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝，这样就做成了透射光栅。如果在高反射率的金属上刻痕，就可以做成反射光栅。

2024-2025学年高中物理第十三章光5光的衍射教案2新人教版选修3-4

4.实验观察：在实验环节，观察学生对光的衍射现象的观察和分析能力，了解学生对实验操作的熟练程度，及时纠正学生的错误操作。
八、作业评价
1.作业批改：对学生的作业进行认真批改，了解学生对光的衍射现象的掌握程度，及时发现学生的不足之处。
2.作业点评：对学生的作业进行点评，鼓励学生继续努力，对学生的优点给予肯定，对学生的不足之处给予指导。
最后，我注意到学生在课堂讨论中参与的积极性不高，这可能是因为我没有提供足够的问题来激发学生的思考。因此，我计划在未来的教学中设计更多的问题和讨论环节，以激发学生的思考和参与度。
板书设计
1.光的衍射现象的定义：
-光的衍射现象定义：当光遇到障碍物时，光波会绕过障碍物继续传播的现象。
2.衍射现象的条件：
-衍射现象条件：孔径或障碍物尺寸小于或相当于光波的波长，或者孔径或障碍物尺寸与光波波长相近。
教师备课：
深入研究教材，明确光的衍射教学目标和光衍射重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保光衍射教学过程的顺利进行。
设计课堂互动环节，提高学生学习光衍射的积极性。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入光衍射学习状态。
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的光的基本概念和波动理论，帮助学生建立知识之间的联系。
解答：
光的衍射现象在实际应用中非常广泛。例如，在激光技术中，激光束通过透镜或狭缝时会产生衍射现象，这被用于调整激光束的传播方向和聚焦。在光纤通信中，光的衍射被用于增加光信号的传输距离和容量。在显微镜和望远镜中，衍射现象被用于放大和观察微小物体。此外，光的衍射还被应用于光学传感器、光学成像技术以及光学显示技术等领域。

第十三章第5节《光的衍射》教案

13.5光的衍射【教学目标】(一)知识与技能1、知道光的衍射现象，及光通过狭缝和圆孔的衍射条纹特点，知道光产生明显衍射的条件。

2、能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析，能区别干涉条纹和衍射条纹(二)过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，进行自主学习，再通过演示实验结合投影片分析讲解，启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。

(三)情感态度与价值观通过光的衍射现象的观察，再次提高学生在学习中体会物理知识之美；另外通过学习让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用；【教学重点与难点】光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件。

光的干涉条纹和衍射条纹的异同。

【教学过程】（一）引入1、在上一节中，我们通过杨氏干涉实验学习了光的干涉，证明了光是一种波，托马斯·杨是怎样解决相干光源的问题的？2、若用红光来做干涉实验，观察到的干涉图样是怎样的？3、相邻两条明（暗）条纹中线的间距与哪些因素有关？师：既然光是一种波,为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光沿着直线传播的呢?我们这节课就来解决这个问题。

（二）新课教学一、光的衍射现象提问1：什么是波的衍射？提问2：产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？可见光的波长约是多少？（波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多；可见光的波长只有十分之几微米）引导学生根据以上知识，思考：怎样才能观察光的衍射现象？设置实验装置。

（必须使点光源（或线光源）发出的光通过非常小的孔（或是非常窄的狭缝））师（小结）：从前面讲的光的干涉实验知道，光的波长很短，只有十分之几微米，通常的物体都比它大得多，因此很难看到光的衍射现象．但是只有当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，才可以清楚地看到光的明显衍射现象．[做一做]：用两只笔平行放置观察日光灯，逐渐减小两只笔之前的缝的宽度，有什么现象发生？为什么会观察到彩色条纹呢？光的单缝衍射演示：我们用实验进行观察．在不透光的挡板上安装有一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏(图19－13)．用平行单色光照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线方向通过狭缝，在屏上产生一条跟缝宽相当的亮线．但是，当缝调到很窄时，尽管亮线的亮度有所降低，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹．这表明，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方．这就是光的衍射现象．对比单缝衍射图样，总结单缝衍射条纹的特征（引导学生归纳）1、光的单缝衍射（1）条纹特征：明暗相间的条纹。

光学第4章光的衍射

菲涅耳还指出，对于t 时刻波阵面上给定面元dS，
它在P点的振幅由下式决定
a(Q)K ( )
dA( p)
r
dS
★
K( ):方向因子
光源
nˆ
dS ● Q
r
dA(p)
P·
t时刻波前
a(Q ) 取决于波前上Q点处的强度
5
a(Q)K ( )
dA( p)
r
dS
nˆ
dS ● Q
r
dA(p)
P·
若取波阵面上各点发
如果单缝波阵面AB 被分成奇数个半波带，则由于一对对相邻的半波带发出的光都分别在P点相互抵消，最后还剩一个半波带发出的光到达P点，因此P点应是明条纹中心
23
3. 明暗条纹分布规律
B
aC
A
2
当
a sin 0 0
波带就是AB 波阵面，各衍射光光程差等于零，
在P点仍然是明条纹， P点位置在透镜的焦点处
AC asin
当
a sin
(2k
1)
2
AC长度等于半波长奇数倍
k 1,2,3.....
意味着：单缝波阵面AB为被分成奇数个半波带
22
3. 明暗条纹分布规律
E a sin 2k
2
B
aC
A
2
k 1,2,3.....
●P
a sin (2k 1)
2
k 1,2,3.....
上式用衍射角表示的明条纹中心位置
E
10
§9 单缝的夫琅禾费衍射
一．单缝的夫琅禾费衍射
E
1. 实验装置 L1
L2
S
a
L1、L2为透镜，平行放置，中心在一条直线上， a 为狭缝，狭缝面垂直透镜主轴，

高中物理人教版(2019)选择性必修第一册第四章光第5节光的衍射课件

高中物理选择性必修第一册
第四章
第5 节
光的衍射
学习目标
1. 了解光的衍射概念及产生明显衍射现象的条件。 2. 知道衍射、衍射光栅在生产生活以及科学技术中的应用，了解科学、技术和社会关系。 3. 通过光的衍射的学习，对光的直线传播现象提出质疑，会从不同角度思考物理问题。
引入
我们知道，波能够绕过障碍物发生衍射。例如，声音能够绕过障碍物传播。既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说 “光沿直线传播”呢？
②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫光，最远离中央的是红光。
资料
单缝衍射示意图
单缝衍射产生的图样
白光的单缝衍射条纹
2.圆孔衍射 (1)现象 ①用点光源照射直径较大的圆孔时，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑，这是光沿直线传播的结果。 ②用点光源照射直径足够小的圆孔时，在屏上会出现一些明暗相间的圆环，这是光发生衍射的结果。
3.用单色光照射一障碍物，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么该障碍物是（ D ） 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
解析：由题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D正确；有的同学误选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，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的。
泊松亮斑
红色激光的圆孔衍射图样
干涉现象与衍射现象的区别
产生条件
干涉现象
频率相同的两列相干光相遇叠加

光的衍射高中物理课件

01
海市蜃楼
由于光的折射和全反射，远处的景物在地面上形成虚像，有时也会因为
衍射而产生彩色幻影。
02
星光闪烁
星光在穿过大气层时，受到空气密度、温度等因素的影响，发生衍射和
干涉，使得星光看起来闪烁不定。
03
露珠上的彩色光环
露珠相当于一个凸透镜，阳光穿过露珠时会发生折射、反射和再折射的
光学过程，形成彩色光环。此外，露珠表面的微小结构也会导致光的衍
衍射的种类和特点
衍射分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射。菲涅尔衍射是光波在近场区域的衍射，表现为光波前的弯曲；夫琅禾费衍射是光波在远Байду номын сангаас区域的衍射，表现为明暗相间的衍射图样。
衍射光栅的原理和应用
衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，能够使入射光发生衍射，形成多个不同方向的光束。衍射光栅在光谱分析、光学测量等领域有广泛应用。
分类
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的关系，可分为明显衍射和不明显衍射。
衍射原理及波动性质
衍射原理
光具有波动性，遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物继续传播。
波动性质
光波具有振幅、频率、波长等波动特性，这些特性决定了光的衍射行为。
光源、波长与衍射关系
光源
不同光源发出的光波长不同，波长越短，衍射现象越不明显。
通信技术中的衍射现象
在光纤通信和无线通信中，光的衍射现象会影响信号的传输质量和范围。通过研究光的衍射特性，可以优化通信系统的设计和性能。
材料科学中的衍射分析
在材料科学领域，利用X射线、中子束等物质的衍射现象，可以分析材料的晶体结构、化学成分等信息。这对于新材料的研发和性能优化具有重要意义。
单缝衍射实验

光的衍射(教学课件)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)

2．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图
样。下列说法正确的是（ D ）
A．挡板上有两条平行的狭缝 B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄 C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄 D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
【答案】D 【详解】A．由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有一条狭缝，故A错误； BCD．因为单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长变短，则中央亮条纹将变窄。故BC错误，D正确。故选D。
用羽毛做光栅衍射实验
二、衍射光栅
阅读课本第99页回答如下问题： (1)什么是衍射光栅？
由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器。 (2)光栅衍射图样特点与单缝衍射相比有怎样的变化？
衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
明显衍射条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
选择性必修第一册
§5 光的衍射
第四章光
复习与回顾：
1.机械波发生明显衍射的条件是什么？ 2.水波发生明显衍射现象，现象特征是什么？
观察与思考：
光的干涉现象反映了光的波动性，说明光是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？
01
光的衍射
02
衍射光栅
光的衍射实验
一、光的衍射
1.光的衍射：光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。
2.明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。

光的衍射(教学课件)(完整版)

只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2）孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
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）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=

λ可知,条纹宽的入射光

的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件

光的衍射课件

成因
相同点
叠加时加强或削弱的结果
意义都是波特有的现象，表明光是一种波
关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是( ) A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理 B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C．光的干涉现象说明具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点 D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
答案： BD
2．衍射光栅 (1)衍射光栅的结构：由许多_等__宽___的狭缝_等___间__距___排列起来形成的光学仪器． (2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度 __变__窄__，亮度_增__加___． 3．衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅．
二、光的偏振 1．横波与纵波的特点：横波中各点的振动方向总与波的传播方向_垂__直___．纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在 __同__一__直__线____上．__横___波有偏振现象．
解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则 A 错；它通过 A 偏振片后即变为偏振光，则 B 对；设通过 A 的光沿竖直方向振动，则 B 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，则 P 点无光亮，将 B 转过 90°时，偏振光与 B 偏振片平行，偏振光就能通过偏振片在 P 处就可看到光亮， D 项正确．
光波才能通过偏振片
结论
偏振现象表明，光是一种横波
偏振光的形成
(1)自然光通过_偏__振__片___后，得到偏振光 (2)自然光在介质表面反射时，_反__射___光和 __折__射__光都是偏振光
偏振现象 (1)照相机镜头前加滤光片
的应用 (2)电子表的液晶显示

[优选]人教版教材高中物理《光的衍射》PPT幻灯片

考点一对衍射现象的理解 1．如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个图像(黑色部分表示亮条纹)．当狭缝宽度从 1.8 mm 逐渐变小时，所看到的四个图像的顺序是 (A )
A．abcd C．bacd
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解析光的干涉现象和光的衍射现象都是波的特有现象，都是光波叠加的结果；从条纹特点看，虽然在条纹宽度、间距方面有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，D 项正确，A、B、C 三项错误．
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对点训练
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B．dcba D．badc
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解析当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射现象．显然狭缝宽度 1.8 mm 远大于光的波长，故不能发生明显的衍射现象，根据光的直线传播原理，此时我们看到的应该是条纹状的光斑，即图像 a，随狭缝的宽度的减小，光斑的宽度逐渐减小，在发生明显的衍射前看到图像 b；当发生明显的衍射时，随狭缝的宽度逐渐变小，衍射条纹的宽度逐渐变大，而条纹宽度较小的是 c，条纹宽度较大的是 d，所以先观察到 c，再观察到 d.综上所述，当狭缝宽度从 1.8 mm 逐渐变小时，我们依次看到的四个图像的顺序是 abcd，A 项正确．

光的衍射现象

S
观察比较方便，但定量计算却很复杂（需完成复杂的Fresnel积分）。
2.Fraunhofer衍射（远场衍射）
光源和光屏到障碍物或孔隙的距离可以认为是无限远的，即实际上使用的是平行光束。比Fresnel衍射更重要。
L2
L1பைடு நூலகம்
S
o
Fraunhofer衍射可通过使用简单实用的方法——半波带法得到重要而近似准确的结果。
a
a
2
U ( ) C eikr dx
a
2
C eikxsin dx
a
C
eikx sin
ik sin
x a
|2
x a 2
2
2
C
1
ika sin
ika sin
[e 2 e 2 ]
ik sin
C 1 2i sin( ka sin )
ik sin
2
2C
sin(
ka
sin
2
)
ac
sin
k sin
d
在光孔和接收范围满足傍轴条件情况下， 0 0，
r r0 （场点到光孔中心的距离）
U (P) i U 0(Q)eikrd
r0 (0 )
三、衍射现象的分类
分类的标准——按光源和考察点（光屏）到障碍物距离的不同进行分类。
1 Fresnel衍射（近场衍射）
障碍物（孔隙）距光源和光屏的距离都是有限的，或其中之一是有限的。
A
(b) n为偶数
半波带法中的振动矢量图
A(P0 )
1 2
[ A1
(1)n1
An
]
讨论：1）自由传播情形，整个波前裸露
f (n ) 0,从而An 0

光的衍射

光的衍射光的衍射现象光在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进，这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象。

衍射现象的分类衍射系统是由光源、衍射屏和接收屏组成，通常根据三者相对位置的大小，把衍射现象分为两类：1、一类是光源和接收屏（或其中之一)与衍射屏的距离为有限远时的衍射，称菲涅耳衍射；2、另一类是光源和接收屏与衍射屏的距离都是无限远时的衍射，即入射到衍射屏和离开衍射屏的光都是平行光的衍射，称为夫琅禾费衍射。

惠更斯－菲涅耳原理波阵面上的每一点都可看成是发射子波的新波源，任意时刻子波的包迹即为新的波阵面。

从同一波阵面上各点发出的子波，在传播过程中相遇时，也能相互叠加而产生干涉现象，空间各点波的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。

若取时刻t=0波阵面上各点发出的子波初相为零，则面元dS 在P 点引起的光振动为dS r T t r K CdE )(2cos )(λπθ-= C 为比例常数，K(θ )为倾斜因子。

00)(,2)(0)(=⇒=≥⇒=↓↑⇒dE K K K θπθθθθθ最大P 点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为 ⎰⎰-==dS r T t r K C dE E )(2cos )(λπθ单缝夫琅和费衍射在衍射屏K 上开有一个细长狭缝，单色光源S 发出的光经透镜L 1后变为平行光束，射向单缝后产生衍射，再经透镜L 2聚焦在焦平面处的屏幕E 上，呈现出一系列平行于狭缝的衍射条纹。

(附图)单缝所在处的平面AB 也就是入射光束的一个波阵面(同相位面)。

波阵面上的每一点都可以发射子波，并以球面波的形式向各方向传播。

每一组平行光与原入射方向间的夹角用φ表示，φ就称为衍射角。

各组平行光束经过透镜L 2后，会聚于焦平面E 上的不同位置处．由于每一束平行光中所包含的光线均来自同一光源S ，根据惠更斯—菲涅耳原理，各平行光线间有干涉作用，因而在屏幕上形成明暗条纹。

一束与原入射方向成φ角的衍射光线，它们经透镜后会聚于屏幕上的P 点,沿φ角方向各衍射光线之间的最大光程差为（附图）ϕsin a AC =将AC 用一系列平行于BC 的平面来划分，这些平面中两相邻平面间的距离等于入射单色光的半波长。

【高中物理】高中物理知识点：光的衍射

【高中物理】高中物理知识点：光的衍射光的衍射：1.定义：当光照射到小孔或障碍物上时，光离开直线路径绕到孔或障碍物的阴影里去的现象，叫做光的衍射现象2.明显衍射条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多．甚至比光的波长还要小3.形成原因：光的衍射是相干光波叠加的结果，当光源发出的光照射到小孔或障碍物上时，小孔处可以看成许多点光源，障碍物的边缘也可看成许多点光源(惠更斯原理)。

这些点光源是相干光源，发出的光相干涉，在光屏上形成明暗相间的条纹衍射图样及条纹特征：单缝衍射圆孔衍射圆板衍射①单缝衍射条纹的分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同。

用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央亮条纹最宽最亮。

用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中间的色光是紫光，最远离中间的色光是红光。

②中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大。

③缝变窄，通过的光能变少，而光能分布的范围变宽，所以亮纹的亮度降低①衍射图样中，中央亮圆的亮度最大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时得到的图样也不一样，如果用单色光照射时，中间为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环。

如果用白光照射时，中间亮圆为白色，周围是彩色圆环。

②中央是大且亮度最大的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。

③只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样。

在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象??圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗。

④用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大。

⑤白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环。

⑥圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱①圆板阴影区的中央有个亮斑??泊松亮斑。

116光衍射

在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。
设dS引起的P点振动的振幅
dE(
p)
a(Q)K r
(
)
dS
波动方程为：
n
dS ·
r
Q
S(波前)
设初相为零
dE(p)
p·
第十一章光学
5
物理学
11-6 光的衍射
第五版
dE( p)
a(Q) K (
r
) dS
cos(
t
2
r)
a(Q)取决于波前上Q点处的强度
菲涅尔衍射
夫琅禾费衍射
S
缝
P
缝
光源、屏与缝相距有限远光源、屏与缝相距无限远
在实验中问：夫琅禾费如何S实现夫L琅1 禾费R衍射？ L2
P
实衍
现射
第十一章光学
7
物理学
第五版
选择进入下一节：
11-本6 章光目的录衍射
11-5 迈克耳孙干涉仪 11-6 光的衍射 11–7 单缝衍射 11-8 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 11-9 衍射光栅 11-10 光的偏振性马吕斯定律
物理学
第五版
11-6 光的衍射
第十一章光学课外作业(3) 1. 阅读: P114～P124 2.书面作业: P168习题：11-23,11-24,11-25,11-26 3. 预习:P124～P136
第十一章光学
1
物理学
第五版
一光的衍射现象
11-6 光的衍射
衍射屏
S
*
a
观察屏
衍射屏
L
S *ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
观察屏 L
K( ):方向因子

第五章：光的衍射PPT课件

• 条纹精细度S：相邻两条纹间的位相差距离与条纹位相差半宽度之比。
4
F
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S F
2
§4－2法布里－珀罗干涉仪
和陆末－盖尔克板 •一、法布里－珀罗干涉仪：
S
•F － P 干涉仪由两块略带楔角的玻璃或石英板构成。
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第五章：光的衍射
概述
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光的衍射
•一、衍射现象 •波的衍射：当波遇到障碍物时，它将偏离直线传播，这种现象叫做波的衍射。 •索末菲（A. Sommer feld ）的定义：“不能用反射，折射来解释的光线对直线光路的任何偏离。” •衍射：是光传播过程中的一个基本现象，对干涉、衍射与偏振等现象的研究，构成了波动光学的核心。
4 nh cos
• 3.极大强度点位置
•
1N
4.条
1 纹间n距'
n
h
N 1 q
•
4
.
1N
条纹
1 间距n'
n
h
N 1 q
1
n 2n'2 1h
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1
n 2n'2 1h
三、平行平板的多光束干涉条纹的特点
• 透射光的干涉条纹极为明锐，是多光束干涉最显著的特点。 • 为了表示多光束干涉条纹极为明锐这一特点，引入条纹的锐度概念。 • 锐度的指标： • 条纹的位相差半宽度
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光的衍射