2019-2020学年高中物理 第十三章 5光的衍射教案 新人教版选修3-4.doc

2019-2020学年高中物理第十三章 5光的衍射教案新人教版选修

3-4

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．