天津市耀华滨海学校高三物理学案：13.5《光的衍射》(新人教版)

合集下载

高中物理第十三章光 5 光的衍射课堂互动学案新人教版选修3-4(2021年最新整理)

高中物理第十三章光5 光的衍射课堂互动学案新人教版选修3-4 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十三章光5 光的衍射课堂互动学案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十三章光5 光的衍射课堂互动学案新人教版选修3-4的全部内容。

5 光的衍射课堂互动三点剖析1.光的衍射现象光绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区的现象。

发生明显的衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或比光波的波长小。

由于衍射是波的特点，则光能够发生衍射，因此光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播,即发生衍射现象。

但由于可见光的波长较短,由发生明显的衍射现象的条件可知，光的衍射现象不易观察.衍射光栅它由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。

2。

双缝干涉与单缝衍射的区别双缝干涉与单缝衍射的区别：(1）形成的条件不同。

干涉图样形成的条件是两列波源的频率相同,相差恒定且振动方向相同.单缝衍射图样形成的条件是缝的尺寸与波长相比差不多或比光波的波长小；（2）条纹的宽度和亮度不同，双缝干涉形成的条纹的亮度相同,条纹的间距相等。

而单缝衍射形成条纹的中央亮条纹不仅亮度大,宽度也大。

各个击破【例1】下列哪些属于光的衍射现象( )A.雨后美丽的彩虹B。

对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹D。

光通过三棱镜产生的彩色条纹解析：雨后的彩虹和光通过三棱镜产生的彩色条纹都是光的折射现象,阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的薄膜干涉现象，对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹是单缝衍射现象。

高中物理新人教版同步教案：第13章 13.5光的衍射现象

13.5 光的衍射现象三维教学目标1、知识与技能（1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2、过程与方法（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。

3、态度、情感、价值观（1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。

教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。

教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践。

教学过程：第五节光的衍射现象1、1、常见的衍射现象有那些？小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。

例1：在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到( )A.黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹例2：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2、为什么平时很难见到光的衍射现象？（发生衍射现象的条件）因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。

由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。

例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。

天津市耀华滨海学校高三物理学案：13.4《光的颜色色散》(新人教版)

第四节光的颜色色散新知预习1.不同颜色的光,频率_____________.2.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象,叫做_________________.3.薄膜干涉(1)由薄膜前表面和后表面分别反射的两列波_____________而成,劈形薄膜的厚度不等,因而不同的位置反射的光波的_____________不同.在单色光的照射下,看到___________的条纹,在白光的照射下,呈现_____________条纹.(2)薄膜干涉在生产中可应用于用_____________检查平面.4.白光通过三棱镜发生色散的现象表明:棱镜材料对不同色光的_____________不同.由色散形成的光谱中各色光的排列顺序可知:红光的偏折角最小,紫光的偏折角最大.说明:同一介质对_____________的折射率最小,对_____________的折射率最大.典题·热题知识点一折射中的色散例1红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线交于三棱镜底边延长线上的三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s1、s2、s3，则（）A.s1=s2=s3B.s1＜s2＜s3C.s1＞s2＞s3D.s1＞s3＞s2解析：依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后交于三棱镜底边上的一点，此点到底边的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小.因此，红光出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D项对.答案：D巧解提示根据对不同色光的折射率不同，画出光路图，就很形象直观地解决这种问题.例2用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是（）A.各色光都向顶角偏折B.各色光都向底面偏折C.红色光的偏折角比紫光的大D.红色光的偏折角比紫光的小解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样这个水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的，同样根据折射定律，各色光都向顶角偏移，红光的偏折比紫光的仍然小，故A、D两项正确.答案：AD方法点拨在研究棱镜的色散现象时不可死记硬背有关结论，应根据实际情况，应用折射定律灵活解决.知识点二薄膜干涉例3如图13-4-5所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（）图13-4-5A.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C.彩色条纹水平排列D.彩色条纹竖直排列解析：一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹，又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的.答案：BC深化升华从右侧向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射时的色散现象.例4如图13-4-6所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的水平情况，观察到如图所示的条纹P和Q的情况，这说明( )图13-4-6A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷解析：P处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上P处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹（图中白色条纹）提前出现，可见P处对应的检测平板上的A点所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，C项对；同理B项对.答案：BC巧解提示在A处干涉条纹P向薄膜变薄的地方弯曲，说明该处空气层厚度变大，A处向下凹陷.在B处干涉条纹Q向薄膜变厚的地方弯曲，说明该处薄膜的厚度变小，B处向上凸起.例5在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13-4-7所示的干涉实验法.A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化.当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则（）图13-4-7A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ/4D.温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ/2解析：如图所示，A 和B 之间形成一个厚度均匀的空气膜，则光在空气膜的前表面即B 下表面和后表面即A 的上表面产生干涉，形成干涉条纹，当温度为t 1时最亮，说明形成亮条纹，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，又一次形成亮条纹，由干涉的原理知，温度t 1和t 2时，光程差均为波长的整数倍，由材料A 具有热膨胀特性所以温度t 2比t 1时高度增加，使光程差减小一个波长，则A 的高度增加λ/2，D 项正确.答案：Ｄ方法归纳在解关于波膜干涉的问题时，关键是找出是哪两列光发生干涉，然后利用出现明暗条纹的条件进行分析.自主广场我夯基我达标1.如图13-4-5所示，从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab 间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是（ )图13-4-5A.a 侧是红色光，b 侧是紫色光B.在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C.三棱镜对a 侧光折射率小于对b 侧光的折射率D.在三棱镜中a 侧光的传播速度大于b 侧光的传播速度思路解析：由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，据n=ri sin sin 可以得a 侧为紫光，b 侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由n=c/v 可以求出，红光的传播速度大于紫光的.答案：B2.如图13-4-6所示的三棱镜中，BC 面镀有反射膜，一束白光斜射入AB 面，经棱镜后再斜射入AC 面，经棱镜后在屏幕的bc 段形成彩色光带，则b 点颜色是____________色（屏幕距棱镜AC 面较近，且与AC 平行）.图13-4-6思路解析：在玻璃中，紫光的折射率大于红光的折射率，n=ri sin sin ，经过反射膜，因为入射角等于反射角，可以得知，b 点的颜色为红色.答案：红3.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路图.一束细光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R 的球，球心O 到入射光线的垂直距离为d ，水的折射率为n.在图13-4-7中画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图.图13-4-7思路解析：考查运用光的折射定律、反射定律以及几何知识处理问题的综合分析能力，同时也考查了学生画光路图的能力.答案：光路图如图所示.我综合我发展4.半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面如图13-4-8所示，圆心为O ，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A 为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B ，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率n=3.图13-4-8（1）求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离d ；（2）若入射的是单色蓝光，则距离d 将比上面求得的结果大还是小?思路解析：（1）如图所示，i 1=60°，r 1=30°，i 2=30°，r 2=60°，光线1不发生偏折.OC= 30cos 2R =360tan ,,3R OC d R == . （2）玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折更明显，故d 变小.答案：（1）d=3R (2)d 变小5.如图13-4-9所示，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角θ从P点射入，θ>φ.已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后（)图13-4-9A.传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角B.传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角C.红光在蓝光的左边D.红光在蓝光的右边思路解析：光线通过玻璃板后，方向不变但发生侧向位移，光频率越高，折射率越大，侧向位移越大.红光频率小于蓝光，所以蓝光侧向位移大，第一次透过玻璃板a后红光位于蓝光右边（如图），当光线射到b上时，由于θ>φ，由几何关系知光线从法线左侧入射，侧移情况与a相似，红光仍在蓝光右边，且两者间距加大，故选D.答案：D6.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色谱带如图10410所示，请回答下列问题：图13-4-10（1）B、C、D分别为什么带？（2）将一瓶绿藻放在A处，则B、C、D哪一段变暗？（3）将这瓶绿藻放在B、C、D的哪一段位置上，就会严重影响它的生长？答案：（1）B——红外带；C——可见带；D——紫外带（2）阳光透过绿藻时，绿光吸收最少，故此时位于色谱两端的B、D将变暗.（3）根据上面的分析，C为绿光区，由于进行光合作用时，叶绿素主要吸收红橙光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，各种色素所吸收的光能都要传递给叶绿素，才能进行光合反应，因而放在C区会严重影响其生长.。

高中物理第十三章 5光的衍射教案新人教版选修3-4

光的衍射教学要求：1、知道光的衍射现象2．知道产生光的衍射现象的条件：障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿时，才能观察到明显的衍射现象．3．知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似．重点和难点：产生光的衍射现象的条件课时：1课时基本教学过程光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．（播放视频）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。

3、物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。

二、单缝衍射条纹的特征1、中央亮纹宽而亮．2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．单缝衍射规律：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，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色．泊松亮斑：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，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．三、衍射光栅衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。

可分为透射光栅和反射光栅。

干涉条纹与衍射条纹的区别：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。

光的衍射现象说明光的直线传播是有条件的，只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。

四、练习例1：关于光的衍射现象，下面说法正确的是A、红光的单缝衍射图样是红黑相间的直条纹B、白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹C、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射例2：用平行的单色光垂直照射到中央有孔的不透明圆板，当孔逐渐减小时,在圆板后面的屏上可以看到什么现象？例3：下面四种现象中，哪些不是光的衍射现象造成的A．通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹B．不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑C．太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子D．用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环说明：1．课本只要求学生初步了解光的衍射现象，不做理论讨论，因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的．首先，要结合机械波的衍射，使学生明确光产生衍射的条件．2．除了演示实验外，要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察．包括节后的“做一做”，以及观察小孔衍射（在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔，以小电珠作光源，距光源lm～2m，眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样棗彩色圆环）．还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝门4见到的彩色花样可不作解释）等等，以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解．3．在本节后的阅读材料中提到泊松亮斑——油松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了，可事与愿违，菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战，用实验验证了这个理论结论，实验却成了波动理论极其精彩的实证，菲涅尔为此获得了科学奖金（1819年）．这个科学小故事告诉我们，在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用；作为科研工作者，必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度．今天的学习，在掌握知识的同时，也应培养自己这方面的好品质、好作风．4．应该让学生了解，光的直进，是几何光学的基础，光的衍射现象并没有完全否定光的直进，而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性．小课堂：如何培养学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。

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。

2020-2021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

2020-2021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年级：姓名：光的衍射一、教学目标1、知识目标：⑴、认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解。

⑵、理解光产生明显衍射的条件及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2、能力目标：通过本节学习，进一步认识光的直线传播的局限性，培养学生的发散思维能力，通过演示实验及学生实验，培养学生观察能力、动手能力及分析和解决问题的能力。

3、情感目标：通过简要介绍史料，使学生体会到在科学研究中必须重视理论的指导作用和实践的检验作用，对学生进行科学态度、科学精神的教育。

二、教学过程设计1、提出问题问：光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？回忆旧知：什么是波的衍射现象？演示水波的衍射现象让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生对机械波衍射的回忆，然后再举声波的衍射例子．指出一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．问：衍射是波所特有的现象，因此水波、声波都会发生衍射现象，而光既然也是一种波，为什么在日常生活中没有观察到光的衍射现象？2、分析问题波要发生明显衍射，必须满足一定的条件，只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多，或者比光的波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

但是光的波长很短，而可见光的波长实际上只有十分之几微米，一般物体的尺寸都比它大得多，因此，很难看到光的衍射现象。

但是若障碍物或缝的尺寸很小，与光波波长差不多时，就应该观察到明显的衍射现象。

3、实验验证演示：单缝衍射实验用光的衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验．实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较狭时：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．现象及分析：展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况；单缝衍射条纹的特征：①中央亮纹宽而亮．②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．③波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．④单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．演示：圆孔衍射实验用干涉衍射仪做圆孔衍射实验，实验过程中展示孔较大时，光沿直线传播，阴影区和亮区边界清晰，逐渐减小圆孔大小，当圆孔减小到一定程度时出现环状明暗相间同心圆的衍射图样．演示：“泊松亮斑”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，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑；然后教师介绍这个一波三折的历史故事．用激光干涉衍射仪中相应的配件演示“泊松亮斑”实验，让学生脑海中对“泊松亮斑”图样有深刻印象．4、知识延伸问：请同学们比较单缝衍射和圆孔衍射图样，有哪些相同点，又有哪些不同点？相同点都是明暗相间的条纹，波长越长，条纹越宽，都是由衍射引起的。

天津市耀华滨海学校高三物理学案：13.3《实验：用双缝干涉测量光的波长》(新人教版)

第三节实验:用双缝干涉测量光的波长新知预习实验装置采用双缝干涉仪,它由各部分光学元件在光具座上组成,如图13-3-1所示.图13-3-11.根据公式__________可计算波长,双缝间的距离d 是已知的,双缝到屏的距离l 可以用米尺测出,相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx 用测量头测出.2.实验中,滤光片作用:__________;单缝作用__________;双缝作用是获得___________光源;单缝和双缝放置时应__________.其中心大致位于遮光筒的__________上.典题·热题知识点一利用双缝干涉测量波长的实验例1如图13-3-4所示是实验装置示意图，甲图是用绿光进行实验的，光屏上观察到的条纹情况，a 为中央明纹；乙图为换另一种颜色的单色光进行实验时观察到的条纹情况，b 为此时中央明条纹，则下列说法正确的是( )图13-3-4A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短解析：在同一实验装置下，l 、d 相同，由Δx=d l λ可知，相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间的距离Δx 与λ成正比.由题意知乙中b 大于甲中a ，所以乙图所用光的波长要长，而对于可见光红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，波长依次变短，由此可知可能是红光而不是紫光.A 选项正确. 答案：A方法归纳明确条纹间距公式Δx=dl λ中各物理量的意义，通过实验观察和理论总结理解条纹间距与波长成正比关系，是解决本题的关键.例2如图13-3-5所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图.图13-3-5（1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是、和.（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离（）A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离解析：在光的干涉测波长的实验中，光具座上从左向右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏和测量头.由Δx=dl λ可知，相邻两条纹间距离与双缝间的距离成反比，应减小双缝之间的距离，D 选项错，增大双缝到屏之间的距离，B 选项正确，增大光的波长，C 选项错误.答案：（1）滤光片单缝双缝（2）B方法归纳掌握光的干涉测波长的实验原理，熟悉实验步骤，正确运用公式计算光的波长. 知识点二条纹间距、双缝间距、缝屏间距、波长的关系例3在用单色光做双缝干涉实验中，屏中央（到两缝距离相等处）是亮条纹，称为第零级亮条纹，紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，那么（）A.第三级暗纹到两缝距离差为波长的1.5倍B.第三级亮纹到两缝距离差为波长的1.5倍C.第三级亮纹到两缝距离之差为波长的2倍D.第三级亮纹到两缝距离差为波长的3倍解析：根据出现明暗条纹的条件：当|S 2P-S 1P|=nλ时，在屏上P 点出现亮条纹.n=0时，在屏中央出现第零级亮纹，n=1时，在屏上出现第一级亮纹.以此类推，|S 2P′-S 1P′|=2λ(2n-1)在屏上出现暗条纹. n=1时，在屏上出现第一级暗纹，n=2时，在屏上出现第二级暗纹.以此类推，根据以上所述，答案应选D.答案：D误区警示本题只需掌握出现明、暗条纹的条件及出现第几级明（暗）纹时，n 就是几.易错点是切不可把|S 2P′-S 1P′|=2λ(2n-1)记作|S 2P′-S 1P′|=2λ(2n+1). 例4用单色光照射双缝，双缝间距等于0.06 cm ，缝到屏的距离为1.5 m ，若测得屏上7条亮条纹之间共相距9.0 mm ，则此单色光的波长是多少？解析：先通过已知条件得出两个相邻条纹间距Δx ，然后利用公式λ=ld Δx 进行计算. 答案：两个相邻条纹间距Δx=9.0 mm/（7-1）=9.0 mm/6=1.5×10-3 m用Δx=1.5×10-3 m 及双缝间距d=0.06 cm=6×10-4 m ，缝到屏的距离l=1.5 m代入λ=ld Δx 可得：λ=6×10-7 m. 误区警示容易犯的错误是：两个相邻条纹间距Δx=9.0 mm/7，错误的原因是没搞清楚条纹数和间距数的关系.自主广场我夯基我达标1.在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节__________、__________和__________中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且相互平行，当屏幕上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n 条明纹的距离a,则两条明条纹间的距离Δx=__________，双缝到毛玻璃屏的距离l 用__________测量，用公式__________可以计算出单色光的波长.思路解析：理解双缝干涉的实验原理，正确操作实验装置，会分析实验数据，如两明条纹间距Δx=1-n a ,波长用公式Δx=d l λ推导可得. 答案：滤光片单缝双缝1-n a 米尺 Δx=d l λ 2.用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2×10-3 m,测得双缝到屏的距离为0.700 m.分划板中心刻线对第一级亮条纹中央时手轮读数为0.200×10-3 m.第四条亮条纹所在的位置为7.470×10-3 m.则红光的波长为__________.若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变__________（填“宽”或“窄”）.思路解析：条纹间距Δx=310200.010470.733--⨯-⨯m=2.423×10-3 m. 由Δx=dl λ得： λ=dl Δx=7.010243.2102.033--⨯⨯⨯m. 答案：6.9×10-7 m 窄3.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A.白炽灯,B.单缝片，C.光屏，D.双缝，E.滤光片.（其中双缝和光屏连在遮光筒上）（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A__________（A 已写好）.（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，测量出10条红亮纹间的距离为a;改用绿色滤光片，其他条件不变，测量出10条绿亮纹间的距离为b,则一定有__________大于__________. 思路解析：由于红光波长大于绿光，根据Δx =dl λ可知，Δx 红>Δx 绿，则一定有红光距离a 大于绿光距离b.答案：（1）EBDC（2）a b4.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h ，双缝距离为d ，双缝与屏距离为l ，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹（ )A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 mB.h=1 mm d=0.1 mm l=10 cmC.h=1 mm d=10 cm l=1 mD.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m思路解析：根据Δx=dl λ可以得知，当d 较小、l 较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C 、B.由于干涉光束是同频率的，故h 要小，才能得到同频率光，排除A ，故选D. 答案：D5.在双缝干涉的实验中，入射光的频率为5×1014 Hz ，从双缝射出的两束光到达屏上某点的路程差为15 000，该点将出现什么样的条纹？思路解析：因为λ＝Hzs m v c 148105/103⨯⨯=Hz=0.6×10-6 m=6×10-7 m=6 000又因为2x λ＝15 000 所以x=5由干涉现象规律可知：该点将出现第三级暗条纹.我综合我发展6.某同学在用双缝干涉仪做双缝干涉实验时，测得双缝间距d=3.0×10-3 m ，双缝到光屏间的距离为1 m ，前两次测量手轮上的示数分别为0.6×10-3 m 和6.6×10-3 m ，两次测量中分划板中心刻线分别对齐第一条亮纹和第五条亮纹中心.求该单色光的波长.图13-3-8思路解析：由题意知Δx=15106.0100.6133-⨯-⨯=---n a =1.5×10-3 m ，(Δx 不是等于na ，因为分划板中心刻线位于亮条纹中心，如题图所示，分划板两次中心刻线间四个亮条纹) λ=lx d ∆=2.4×10-3 m. 答案：2.4×10-3 m7.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光C 、单缝D 和透红光的滤片E 等元件，要把它们放在图13-3-9所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.图13-3-9（1）本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意_________________________.（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图13-3-10甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图13-3-10乙中手轮上的示数为_______________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx=__________mm.图13-3-10（3）已知双缝间距d 为2.0×10-4 m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ=_______，求得所测红光波长为____________m.思路解析：应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm ，图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01) mm=2.320 mm ，Δx=5320.2870.13-mm=2.310 mm. （3）Δx=d l λ，所以λ=ld Δx=7.0100.24-⨯×2.310 mm=6.6×10-7 m. 答案：（1）使单缝和双缝间距为5—10 cm 使单缝与双缝相互平行（2）13.870 2.310 (3)l d Δx 6.6×10-7。

天津市耀华滨海学校高三物理学案13.2《光的干涉》(新人教版)

第二节光的干涉新知预习1.双缝干涉现象:让一束____________的单色光（如红色激光束)投射到两条相距很近的平行狭缝S1和S2上,狭缝S1和S2就成了两列____________,相差___________,振动方向___________的相干光源,两列光波相遇叠加后形成稳定的____________.2.两列相干光相遇叠加出现明条纹的条件:真空中Δr=____________ (k=0,±1,±2,…)折射率为n的介质中Δ(nr)=____________ (k=0,±1,±2,…)出现暗条纹的条件:真空中,Δr=____________ (k=0,±1,±2,…)折射率为n的介质中Δ（nr）=____________ (k=0,±1,±2,…)其中Δr或Δ(nr)叫____________.干涉条纹的宽度Δx=____________,其中λ为____________,d为____________.典题·热题知识点一杨氏双缝干涉实验例1如图13-2-1所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（）A.不再产生条纹B.仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移图13-2-1解析：本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移.答案：D误区警示本题最容易犯的错误是认为P仍是中央亮条纹，原因是没有注意到产生中央明纹的条件.巧解提示如果向下稍稍移动双缝，结果会怎样？（中央亮纹上移）例2在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A.单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B.单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C.单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D.单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹解析：如图13-2-2所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程之差d=S2S2′，当d等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时达到波峰或波谷，由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现明条纹；当d等于单色光半个波长的奇数倍，S2达到波峰时，S1达到波谷，这样由S1和S2发出的光在P点互相抵消，出现暗条纹.图13-2-2单色光f 1的波长λ1=1f c =148105.0103⨯⨯ m=0.6×10-6 m=0.6 μm 单色光f 2的波长λ2=2f c =148107.5103⨯⨯ m=0.4×10-6 m=0.4 μm 可见d 1=λ1，d 2=23λ2，故正确的选项应为C. 答案：C方法归纳本题考查明暗条纹出现的条件，其中明暗条纹出现的条件应注意光程差和波长的倍数的关系，若为波长的整数倍，则出现明条纹；若为半波长的奇数倍，则出现暗条纹.关于明暗条纹的判断要牢记明暗条纹产生的条件.知识点二相干光源例3在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮解析：波的干涉条件是两列波频率相同，因此红色光和绿色光不能发生干涉现象，但红色光和绿色光都各自发生衍射现象，在屏上看到的是红色和绿色叠加后的光，因此只有C 项才正确.答案：C误区警示本题容易错选D 选项，原因是认为红色光和绿色光不是相干光源，不会形成干涉条纹.其实，红光和绿光都能到达屏上，因此有光亮.例4对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是( )A.不同的色光有可能产生干涉现象B.不同的色光不可能产生干涉现象C.光的强度不同有可能产生干涉现象D.光的强度不同不可能产生干涉现象解析：两列光波叠加是否发生干涉现象关键是看两列光是否是相干光，与光的频率、相位、振动方向有关，不同的色光频率一定不相同，所以不可能产生干涉现象，B 项正确，光的强度不同则有可能满足相干，光当然能产生干涉现象，C 项正确.答案：BC方法归纳判断两列光是否能发生干涉现象,关键是看两列光是否满足产生干涉现象的条件,即两列光是相干光，即光的频率、相位、振动方向都相同，与其他条件都无关.自主广场我夯基我达标1.下列说法正确的是（ )A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光C.涂有增透膜的照相机镜头增强了对紫光的透射程度D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射光相干涉的结果思路解析：由于干涉实验中，有Δx=dl λ，即条纹间距与光波长成正比，而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光；增透膜应该增透的是对人的视觉最敏感的光——绿光，从而才能使所成的像既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，故应选B 、D.答案：BD2.用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是（ )A.相邻干涉条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间的距离减小，则屏上条纹间的距离增大D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距思路解析：双缝干涉是等间距的，B 错.相邻明纹（或暗纹）间的距离与波长成正比（装置已确定的情况下），根据Δx=dL λ可知，C 、D 错. 答案：A3.如图13-2-8所示，用频率为f 的单色光垂直照射双缝，在光屏上P 点出现第三条暗条纹，已知光速为c ，则P 点到双缝的距离之差（r 2-r 1）应为（ )图13-2-8 A.f c 2 B.f c 23 C.f c 32 D.fc 25 思路解析：由题中条件可知，（r 2-r 1）=25λ，又因为λ=f c ，则可得D 正确. 答案：D4.如图13-2-9所示为双缝干涉实验的装置示意图，其中甲图为用绿光进行实验时，屏上观察到的条纹情况，a 为中央亮条纹；乙图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹.则下列说法正确的是（ )图13-2-9A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短思路解析：根据干涉条纹的间距公式Δx=d L λ可以得知，在Ｌ、d 不变的条件下，乙的间距Δx 乙大于Δx 甲，故乙的波长应该大于甲的，红光波长大于绿光波长，故乙为红光.答案：A我综合我发展5.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ )A.只有红光和绿光的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红光和绿光的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮思路解析：由干涉条件可以得知，只有频率相同的光才能发生干涉，而红光和绿光频率不同，故不发生干涉，只是仍有光通过双缝，故选C.答案：C6.(2006全国高考理综Ⅰ)利用图13-2-10中的装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：___________________.图13-2-10思路解析：（1）由双缝干涉实验中相邻两条亮纹之间的距离公式：Δx=dL λ知：当L 变小，Δx 变小，A 正确.当d 变大，Δx 变小，D 正确.红光的波长大于蓝光，由λ红>λ蓝，可得换了红色的滤光片后Δx 变大，B 正确.由上式知Δx 跟单缝和双缝之间的距离无关，C 不正确.去掉滤光片后，复色光（白光）在屏上将出现彩色的干涉条纹，E 错.答案：ABD7.如图13-2-11所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央，P 处观察到亮条纹（PS 1=PS 2），在位于P 点上方的P 1点出现第一条亮纹中心（即P 1 到S 1、S 2的路程差为一个波长）.现换用波长为400 nm 的紫光源照射单缝，则（ )图13-2-11A.P 和P 1仍为亮点B.P 为亮点，P 1为暗点C.P 为暗点，P 1为亮点D.P 、P 1均为暗点思路解析：从单缝S 射出的光波被S 1、S 2两缝分成的两束光为相干光，由题意，屏中央P 点到S 1、S 2距离相等，即由S 1、S 2分别射出的光到P 点的路程差为零，因此是亮纹中心.因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮纹的中心，而P 1点到S 1、S 2的路程差刚好是橙色光的一个波长，即|P 1S 1－P 2S 2|=600 nm当换用波长为400 nm 的紫光时，|P 1S 1－P 2S 2|=600 nm=（1+21）×400 nm=23紫，所以，P 1点成为暗纹中心.答案：B8.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（ ) A.81λ B.41λ C.21 D.λ 思路解析：为减小反射的热效应显著的红外线，要求红外线在薄膜的前、后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的1/4. 答案：B9.某同学自己动手利用图13-2-12所示器材观察光的干涉现象，其中A 为单缝屏，B 为双缝屏，C 为光屏，当他让一束阳光照射A 时，屏C 上并没有出现干涉条纹，他移走B 后，C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因，最大的可能是（ )图13-2-12A.单缝S 太窄B.单缝S 太宽C.S 到S 1和S 2距离不等D.阳光不能作光源思路解析：双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看作是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是由于不满足相干条件，单缝太宽.答案：B。

高三物理教案-光的衍射

高三物理教案－光的衍射
教学目标：
1. 了解光的衍射现象及其应用。

2. 学会使用夫琅禾费公式计算衍射角和衍射图案。

3. 了解各种光源的光谱分布特征。

教学重点：
1. 夫琅禾费公式的推导及其应用。

2. 衍射的实验方法及实验现象。

教学难点：
1. 夫琅禾费公式的精确推导。

2. 衍射图案的解释和应用。

教学媒介：
1. 电脑和投影仪。

2. 衍射装置和光谱仪。

教学过程：
一、引入新课，激发学生兴趣
1.展示多种光源的光谱图像及其异同，引出光的衍射现象。

2.引导学生思考：什么是衍射？衍射有哪些应用？给出衍射的定义。

二、讲解衍射的理论基础
1.讲解衍射的现象特点。

2.引导学生理解物理学中的波动模型，并阐述波动模型对衍射现象解释的作用。

3.讲解夫琅禾费公式的应用范围，引出夫琅禾费公式的推导过程。

三、实验操作和数据分析
1.指导学生使用衍射装置进行实验，并记录实验数据。

2.教师演示如何使用光谱仪进行光谱分析。

3.引导学生使用夫琅禾费公式计算衍射角和衍射图案，并分析实验数据。

四、拓展应用
1.引导学生思考光的衍射在各种领域的应用，如激光技术、光学仪器、X光衍射分析等。

教学反思：
1.本节课的教学由浅入深，引导学生理解衍射现象的理论基础，同时通过实验操作和数据分析深化学生的理解和记忆。

2.通过拓展应用，帮助学生更加深入了解衍射在各种领域的应用，激发学生的学习热情。

天津市耀华滨海学校高三物理学案：13.6《光的偏振》(新人教版).doc

第六节光的偏振新知预习1.偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其光振动方向只沿着偏振片的___________方向，这种现象就叫做光的___________，这样的光叫做___________，光的____________证明光是___________波.2.自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿___________方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波强度都___________，这样的光叫___________.典题·热题知识点一偏振和偏振光例1有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有( )A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光解析：只有横波才能产生偏振现象，而机械能中也有横波，当然能发生偏振，A选项错误，B 选项正确；我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光.自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，C选项错误，D选项正确.答案：BD例2通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？解析：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化，因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了但肉眼察觉不到.月亮和黑板反射的光已经是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化.答案：见解析.方法归纳正确地区分自然光和偏振光是回答此题的关键.知识点二偏振的应用例3两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过，如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象( )A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C.透过的光强在整个过程中都增强D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大.当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零.答案：A方法归纳两个偏振片紧靠在一起时，第二块偏振片叫做检偏器，第一块偏振片叫做起偏器，检偏器与起偏器平行时，透过的光最强，而检偏器与起偏器互相垂直时，透过的光最弱.自主广场我夯基我达标1.纵波不可能产生的现象是（)A.偏振现象B.反射现象C.折射现象D.衍射现象思路解析：因为纵波的传播方向与振动方向在同一条直线上，所以不可能产生偏振现象.答案：A2.下列哪些波能发生偏振现象（)A.声波B.电磁波C.横波D.纵波思路解析：声波为机械波且为纵波，纵波不发生偏振，电磁波为横波，能发生偏振.答案：BC3.下列说法中正确的是（)A.光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光B.光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光C.光振动沿特定方向的光才是偏振光D.光振动沿特定方向的光才是自然光思路解析：根据自然光、偏振光的概念易判断出选项A、C正确.答案：AC4.对于光的偏振，下列说法正确的是（)A.自然光是偏振光B.自然光通过偏振片后成为偏振光C.偏振光不能再通过偏振片D.如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片思路解析：自然光垂直于传播方向的所有方向上都存在光振动，不是偏振光，A选项错.自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振片的透振方向，故自然光透过偏振片后变为偏振光.只要偏振光的振动方向与偏振片的透振方向不垂直就能通过偏振片，当两者方向平行时，透射光强度最大，C选项错误.当两者方向垂直时，偏振光将不能通过偏振片，故D选项正确. 答案：BD5.如图13-6-5所示，让自然光照射到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱（)图13-6-5A.0°B.30°C.60°D.90°思路解析：当两偏振片的夹角为90°时，偏振光的振动方向与偏振片透振方向垂直.答案：D6.在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是（)A.减少阳光在水面上的反射光B.阻止阳光在水面的反射光进入照相机镜头C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度D.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度思路解析：日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光.前者光线进入镜头所得实际景物为在水中的倒影的像，而后者光线进入镜头所摄得照片才是水下景物的像，两者在同一底片上相互干扰，使模糊不清.若在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的光振动方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强摄像的清晰度. 答案：B7.在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则（ )A.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小B.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大C.干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上D.干涉条纹消失，光屏上一片黑暗思路解析：双缝后面各放置一个偏振片后，透过双缝的光为偏振光，当偏振片的透振方向相互垂直时，两偏振光的振动方向相互垂直，不再是相干光，在屏上不发生干涉现象. 答案：C我综合我发展8.为什么所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上透振方向与水平面成45°的偏振片时，夜间出车时会防止眩晕？思路解析：汽车照明大灯的灯丝发出的自然光，经大灯上的偏振片后，透射出的是振动方向与水平面成45°角的偏振光，当对面来车时，对面车挡风玻璃上偏振片的方向恰好与射到它上面的光的透振方向垂直，所以对面的司机不会因眼睛受到强光照射而眩晕，同理自己也不会因对方车照射而眩晕，这样提高了交通安全程度.9.一束自然光入射到两种各向同性的介质表面，分成反射光和折射光，当反射光和折射光互相垂直时，反射光和入射光均为偏振光，此时的入射角θ，称为布儒斯特角.试求：折射率为n 的玻璃片的起偏角（布儒斯特角）.思路解析：根据题意，光从空气进入玻璃，光路如图所示.可得n=21sin sin θθ,θ1+θ2=90°，所以n=21sin sin θθ =tan θ1，则θ1=arctann. 10.杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明理由.图13-6-6(1)在单色自然光源S 后加一偏振片P.(2)在（1）情况下，再加P 1、P 2，P 1与P 2透光方向垂直.思路解析：（1）到达S 1、S 2的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹.且由于线偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P 时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱.（2）由于从P 1、P 2射出的光方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E 被均匀照亮，但无干涉现象.答案：见思路解析。

高中物理选修3-4学案4：13.5 光的衍射

13.5 光的衍射1.学习目标：1）知识目标（1）认识光的衍射现象，对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2）能力目标（1）通过观察实验，培养对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，培养动手实践能力。

2.学习重难点：正确认识光发生明显衍射的条件；通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性。

3.学习过程1）自主学习：1.光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫。

2.产生明显衍射现象的条件是。

3.当光照到不透光的小圆板时，在阴影的中心会出现一个,称为；照射不透明光屏上开的足够小的圆孔时，在另一屏上会出现。

2）即时巩固：1、关于衍射的下列说法中正确的是（）A、衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B、双红干涉中也存在衍射现象C、一切波都很容易发生明显的衍射现象D、影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实2、用一只灯泡照亮一个带有孔径可调的圆孔的遮光板，如果圆孔的直径由几厘米逐渐减小到零，则遮光板后面光屏上：先出现（），接着出现（），再出现（），最后是（）．3、用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸遮住其中的一条缝，则屏上出现：（）A、无条纹，只是一片红光；B、既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像C、原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱D、仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样4、用游标卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是：（）A、衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显；B、衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明财C、衍射条纹的间距不变，只是亮度增强ZD、以上现象都不会发生5、关于光的干涉和衍射现象，下述说法正确的是：（）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、光的干涉条纹里彩色的，衍射条纹是黑白相间的；C、光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象说明光具有粒子性；D、光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果3）要点理解：学习活动一：观察光的单缝衍射现象问题1：平时我们很容易观察到声波的衍射现象，为什么？我们人耳能听到的声波的波长范围为1.7cm~17m，很容易绕过常见的障碍物而产生衍射现象。

高二物理 13.5 光的衍射学案新人教版

课题：§13、5 光的衍射学习目标：1、观察光的衍射现象2、知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件3、能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析4、初步了解衍射光栅重点难点：重点是光的衍射的条件学习过程：复习与回顾：1、什么是波的衍射现象？2、机械波发生衍射的现象及条件3、干涉和衍射是波特有的现象，那么光能发生干涉，说明光是一种波。

这就说明光应该也能发生衍射，那么，光如果能发生衍射，那光的衍射现象又该是什么样的呢？4、为什么我们在日常生活中观察不到光的衍射？5、已知红光的折射率n=1.513，请同学们计算红光在真空中的波长λ=?，完成学习目标【导读】仔细阅读教材P60-61【导思】1、什么是光的衍射？2、产生明显光的衍射现象的条件是3、各种单色光的衍射条纹完全相同吗？4、“泊松亮斑”说明什么？5、能区分圆孔衍射和圆板衍射的图样【动动手】请同学们用手边的材料自制一个简易观察光的衍射现象的实验器材并亲自观察一下吧！【典例分析】1、光的衍射现象，下面说法正确的是（）A、红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹.B、白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射.D、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射1、分析以下现象产生的原因：（1）通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光、（2）菜汤上的油花呈现彩色（3）隔着幔帐看较远处的灯，见到周围辐射彩色的光芒；（4）光线照在花布上，可以看见花布上的图样【分析与解答】（1）（2）（3）（4）光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。

花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时红色花纹反射红光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色。

同理可以看到各种花纹反射的颜色。

这样可以看到花布的图样。

【导练】1、在单缝衍射实验中，下列说法正确的是（）A、将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄.B、使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C、换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽.D、增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽.2、让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象（遮住侧光面）【分析与解】【点拨】小孔由大变小，光先沿直线传播，后发生明显的衍射现象，最后当孔闭合时，屏上就会一片黑暗。

光的衍射物理教案高中

光的衍射物理教案高中
目标：了解光的衍射现象及其原理，掌握光的衍射的基本规律和应用。

一、引入：
1. 请同学们回顾一下在前面学过的光的基本性质和光的传播规律。

2. 请同学们思考一下，当光通过一个狭缝或者障碍物时会发生什么现象呢？
二、实验展示：
1. 展示光通过单缝和双缝的衍射实验。

2. 观察实验现象，让学生们思考为什么会出现这样的现象。

三、理论分析：
1. 解释光的衍射是指当光通过一个狭缝或者障碍物后，出现的光线的弯曲和散射现象。

2. 解释光的衍射现象是由于光波的波动性质所导致的。

3. 讲解光的衍射的基本规律：夫琅禾费衍射原理、菲涅尔衍射原理等。

四、应用实例：
1. 解释为什么在日常生活中可以看到彩虹、光圈等光的衍射现象。

2. 讲解光的衍射在显微镜、望远镜等光学仪器中的应用。

五、课堂练习：
1. 练习计算光的衍射角度和衍射级数。

2. 练习解决光的衍射实验中遇到的问题和困难。

六、课堂总结：
1. 总结光的衍射的基本原理和规律。

2. 强调光的波动性质在光的衍射中的重要性。

七、作业布置：
1. 独立完成一道光的衍射问题题目，并书面写出解题步骤和推理过程。

2. 阅读相关文献及材料，了解更多有关光的衍射的知识。

以上是本堂光的衍射物理教案，希會对大家的学习有所帮助。

高中物理第十三章光 5 光的衍射互动课堂学案新人教版选修3-4(2021年最新整理)

高中物理第十三章光5 光的衍射互动课堂学案新人教版选修3-4 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十三章光5 光的衍射互动课堂学案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十三章光5 光的衍射互动课堂学案新人教版选修3-4的全部内容。

5 光的衍射互动课堂疏导引导1.光的衍射(1）衍射现象当光照射到孔或障碍物上时，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）产生明显衍射的条件只有当孔径或障碍物的尺寸比光的波长小或者跟光的波长相差不多时,光在传播过程中才能发生明显的衍射现象.光的衍射现象表明，光的直线传播是一种近似规律。

实际上，在任何条件下，光通过孔或障碍物时都会产生衍射，但只有满足一定的条件,才会发生明显的衍射现象.当光的波长比障碍物的尺寸或孔径小得多时,可以认为光是直进的，这时衍射现象不明显。

当光的波长与障碍物的尺寸或孔径相差不多,或障碍物的尺寸或孔径比光的波长小时，光的衍射现象才明显，这时光的直线传播就不正确了。

（3）常见的衍射实例及衍射图样①单缝衍射:一束光照到缝宽与光的波长相差不多的单缝上形成，衍射图样为中央宽又亮,两边逐渐变窄变暗的明暗相间的条纹.②圆孔衍射：光照到孔径与光的波长相差不多的圆孔上形成;衍射图样为中央是圆形亮斑、两边依次是变窄变暗的明暗相间的圆环.③泊松亮斑是光的衍射形成的。

④在发生单缝或圆孔衍射时,缝或孔越小，衍射现象越明显，中央亮条纹越宽，但变暗.2.光的干涉和光的衍射的比较（1）联系：都是光束的叠加形成的，都说明光个有波动性。

物理：13.5 光的衍射导学案(人教版选修3-4)

班级：姓名:物理：13．5 光的衍射导学案（人教版选修3—4）编写人：邱佳佳审核：高二物理组寄语：奇妙的世界要用我们的双眼去发现。

【学习目标】1．认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解．2．了解光产生明显衍射的条件,及衍射图样与波长、缝宽的定性关系．【学习重点】1．通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性．2．正确认识光发生明显衍射的条件．【学习难点】认识光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加．【知识链接】光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象.问题1：什么是波的衍射现象？问题2：能发生明显的衍射现象的条件是什么？问题3：我们常说“光沿直线传播”,那么光是否会产生衍射现象？为什么生活中我们观察不到光的衍射呢？【新课学习】一、光的单缝衍射1。

单缝衍射实验．用平行单色光照射狭缝,当缝较宽时，光沿着传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较窄时，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽，当缝足够窄时，尽管亮条纹的亮度有所，但是宽度反而。

光明显地偏离直线传播进入几何阴影区。

这就是光的衍射现象。

2.光的衍射的形成．如图所示，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加时加强或者削弱，屏幕上就出现了明暗相间的条纹。

说明：其实，干涉、衍射都是波的叠加现象，从本质上讲，两者并无区别。

区分干涉、衍射,是一种习惯说法。

在实际中，干涉、衍射常常出现于同一现象中.【思考与讨论】（1)既然光能绕过障碍物继续传播发生衍射现象,那么这与我们平时说的“光沿直线传播”不是矛盾了吗?该如何解释这两种现象呢？(2）课本62页第3题3.单缝衍射条纹的特征．（单色光的衍射图样）①明暗相间的条纹。

②中央亮纹最、最，从中央往两侧亮条纹变、变。

【思考与讨论】（1)光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么异同？（2）光的单缝衍射实验中，减小缝宽，衍射图样如何变化？如果增大入射光的波长，衍射图样又如何变化？（提示：单缝越窄，入射光波长越长越容易发生衍射）二、泊松亮斑请同学们阅读课本61页“科学足迹”了解泊松亮斑，进一步认识光的衍射现象。

高中物理人教版选修3-4 13.5 光的衍射教案 Word版含答案

课时13.5光的衍射
1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。

2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。

3.初步了解衍射光栅。

重点难点:衍射实验现象的观察以及产生明显衍射现象的条件和衍射条纹与干涉条纹的区别。

教学建议:光的衍射进一步证明了光具有波动性。

教学中,要让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因,而后再观察衍射实验,来说明衍射现象以及发生衍射现象的条件。

教学过程中,可以通过复习机械波衍射的知识,来加深对光的衍射的理解。

还可以借助多媒体技术把衍射现象展示给学生,引发学生的兴趣和思考。

导入新课:蜡烛照到可调节孔大小的挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成类似孔的亮斑;当孔变得较小时,则屏上形成烛焰的像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多的模糊区域,这是为什么呢?你能解释吗?
1.光的衍射
(1)衍射现象:用单色平行光照射狭缝,当缝比较宽时,光沿着①直线通过狭缝,在狭缝后光屏上产生一条与缝宽②相当的亮条纹;当将缝调到很窄时,尽管亮条纹的③亮度有所降低,但是④宽度反而增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿⑤直线传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象。

(2)常见的几种衍射:⑥单缝衍射、⑦圆孔衍射和泊松亮斑(圆屏衍射)。

(3)产生明显衍射的条件:障碍物、孔或狭缝的尺寸与光的波长⑧差不多,或比光的波长⑨小。

2.衍射光栅
(1)定义:由许多⑩等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件叫衍射光栅。

(2)原理:增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。

高中物理第十三章光第5节光的衍射教案新人教选修

13.5 光的衍射物理中心修养主要由“物理观点”“科学思想”“科学研究”“科学态度与责任”四个方面组成。

教课目的（一）物理观点1.经过实验察看，让学生认识光的衍射现象，知道发生显然的光的衍射现象的条件，进而对光的颠簸性有进一步的认识 .2. 往常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线流传是一种近似规律.（二）科学思想、科学研究1. 经过议论和对单缝衍射装置的察看，理解衍射条件的设计思想.2. 在仔细察看讲堂演示实验和课外自己着手察看衍射现象的基础上，培育学生比较推理能力和抽象思想能力.（三）科学态度与责任经过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培育学生坚定的自信心、扎实勤劳的工作态度和科学研究道德.教课要点单缝衍射实验和圆孔衍射实验的察看以及产生显然衍射现象的条件.教课难点衍射条纹成因的初步说明.课时安排： 1 课时一、光的衍射现象演示实验：察看单缝衍射在不透明的屏上装有一个宽度能够调理的单缝，用氦氖激光器照耀单缝，在缝后适合距离处放一光屏，如右图所示。

调理单缝宽度演示，得出以下结果.实验现象记录：缝宽较宽较窄很窄极窄封闭屏上现象一条较宽一条较窄亮线变宽、变暗并明暗条纹清条纹消逝亮线亮线出现明暗相间条纹晰、渺小1．光的衍射：光在流传过程中碰到阻碍物时，偏离了直线流传的方向绕到阻碍物暗影区的现象，叫做光的衍射现象。

衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样。

请大家将我们的实验结果与课本图20— 8 的几幅照片比较，总结一下光要发生显然的衍射应知足什么条件。

2．光波发生显然衍射的条件：阻碍物的尺寸与光波的波长相差不多或比光波的波长更小。

提出问题：衍射图样有什么特色呢？3．衍射图样的特色：中间一条亮纹较宽较亮，两边是对称的明暗相间的条纹，亮条纹亮度向两边渐渐减弱且较快，白光单缝衍射条纹中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹。

提出问题：请大家猜想一下形成衍射的原由是什么？光波的叠加。

4．形成衍射的原由：来自单缝或圆孔上不一样地点的光，到光屏处的行程差知足必定的特色，叠加时增强或减弱，形成明暗相间的条纹。