4.5 光的衍射(教学设计)-高二物理人教版选择性必修第一册)_

4.5光的衍射
教学设计
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？观看视频，你能从中得到什么启发？
然后让学生观察圆盘衍射实验。

然后提问：
什么是波的衍射现象？
波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象叫波的衍射.
发生明显衍射的条件是什么？
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。

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？
光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射现象。

衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。

然后提问：如何让衍射现象更明显呢？（二）光的衍射实验
待学生回答后播放实验视频，让总结光的明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。

（三）单缝衍射
提问：光通过单缝衍射时，其图样有什么规律？
然后播放实验视频
单色光单缝衍射图样的特点
实验现象：
①条纹不等间距；
②中央条纹亮而宽；
③两侧条纹较暗较窄，对称分布。

④波长一定时，单缝越窄，现象越明显，
中央亮纹越宽越暗
各种颜色的光波衍射图象一样吗？
不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征
①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
②单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
③白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．
（四）衍射的应用
双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。

衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。

如何解释引入实验中“光不沿直线传播”的现象？
光经过圆盘发生衍射现象，绕过圆盘，在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。

如何解释以下视频中的实验现象？
然后播放小孔衍射实验
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）
圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同？相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑
不同点：①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小；
②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小；
③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。

回答两种衍射的不同
点
理解两种衍射
二、衍射光栅（一）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。

然后播放视频，让学生观看
阅读课文回答两个问
题，并播放视频锻炼学生总结归纳能力。