高中物理-光的衍射
高中物理 第二章 光的衍射
sin d ds rkdrk 2R 2 sin d R(R r0 )
而
cos R2 (R r0 )2 rk2
2R(R r0 )
有 ds 2Rdrk
rk R r0
∵ rk
drk 2
∴ Sk R C
rk R r0
∴ ak K (k )
（3）、不用光阑
k
A
a1 2Βιβλιοθήκη 二、圆屏衍射圆屏足够小，只遮住中心带的一部分，则光看起来可完全绕过它， 除圆屏影子中心有点亮外没有其它影子。设圆屏遮蔽了开始的k个带。
P点： 可见，A圆屏ak几1 何影子的中心永远有光，圆屏作用能使点光源造成
2
实象，像会聚透镜一样。
三.菲涅耳波带片 1）、菲涅耳波带片：只让奇数或偶
a5 ) 2
ak 1 2
ak
1 2
(a1
ak
)
综上所述：
Ak
1 2
(a1
ak )
K为奇数取‘＋’，k为偶数取‘－’
用振动矢量叠加法
K为奇数
K为偶数
说明：
１．圆孔中露出半波带数目(k不是很大)
K为奇数， A
1 2
(a1
ak
)
a1
P为亮点
K为偶数，
A
1 2
(a1
∴
ak
1 2
[ak
1
ak1]
K为奇数：
Ak
a1 2
( a1 2
a2
a3 ) ( a3 22
a4
高中物理 第四章光的衍射
第四章光的衍射§ 4.1惠更斯—菲涅耳原理一．光的衍射现象波绕过障碍物继续传播，也称绕射。
二．次波光波在空间传播，是振动的传播，波在空间各处都引起振动，波场中任一点，即波前中任一点都可视为新的振动中心，这些振动中心发出的光波，称为次波。
次波又可以产生新的振动中心，继续发出次波，由此使得光波不断向前传播。
新的波面即是这些振动中心发出的各个次波波面的包络面。
用次波的模型可以很容易解释光的衍射现象。
波前上任一点都是一个次波中心，即一个点光源，发出球面波，两个点，即使是邻近的，发出的次波也是不同的。
严格地说，是没有“光线”或“光束”之类的概念的。
三．次波的叠加——惠更斯—菲涅耳原理1．次波的相干叠加考察波前上任一面元上的一点Q ，即一个次波中心所发出的球面次波在场点P 处引起的复振幅微分元)(~P U d 。
)(~)(~0Q U P U d ∝，Q 点的复振幅，称为瞳函数；re P U d ikr ∝)(~，Q 点为点光源，发出球面次波；∑∝d P U d )(~，次波中心面元面积； ),()(~0θθF P U d ∝，0θ、θ分别是源点和场点相对于次波面元∑d 的方位角。
0θ：面元法线与SQ 连线间的夹角，θ：面元法线与QP 连线间的夹角，),(0θθF 称为倾斜因子。
上述各因素的合并表达式为∑=d reQ U KF P U d ikr)(~),()(~00θθ，K 为比例常数。
将波前上所有次波中心发出的次波在P 点的振动相干叠加，即得到该波前发出的次波传播到P 点时所引起的合振动，即该波前发出的次波在P 点引起的振动。
这就是惠更斯—菲涅耳原理。
2．菲涅耳—基尔霍夫衍射积分公式如果取一个封闭的空间曲面∑，即一个封闭的波前，由于从光源发出的所有方向的波都将通过此波前，而且只通过此波前一次，所以光源在任一场点P 所引起的复振幅与该波前所发出的全部次波在该点所引起的复振幅等价。
由于波前是一连续分布的曲面，所有次波中心发出的次波在P 点的复振幅就是以下曲面积分⎰⎰∑∑=d r e F Q U K P U ikr ),()(~)(~00θθ，即⎰⎰∑'-+'-+'-'''-+-'+'-''=y d x d z z y y x x eF y x U K y x U z z y y x x i222)()()(200)()()(),(),(~),(~222λπθθ 此即为Fresnel（菲涅耳）衍射积分公式。
高三物理光的衍射
激 光 束 调节狭 缝宽窄
像 屏
取一个不透光的屏， 在它的中间装上一个 宽度可以调节的狭缝， 用平行的单色光照射， 在缝后适当距离处放 一个像屏 ．
光的衍射
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
3、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。
（双缝）干涉图样 双缝间距越小，条纹间距越大 （单色光）波长越小，条纹间 距越小 （单缝）衍射图样 单缝宽度越小，条纹间距越大 （单色光）波长越小，条纹间 距越小
有办法,不会是胡扯の.女人笑了笑说："你能不能别总在心里,称姐姐咱为‘这女人’‘这女人’の吗?叫姐姐.""呃."根汉面色微怔,女人哼道："怎么你不愿意叫?""好吧,姐姐,咱の亲姐姐."根汉马上就叫得热乎起来了,这节草又不能当饭吃,现在这时候,如果能改变自己の体质,让自己老婆 们能生孩子,这才是最重要の."你小子真是没脸没皮の."女人知道他心中所想,笑着说："要想改变你の体质,也不是没有办法,只不过需要壹些东西,要将你原本这副躯体中の那些残留の碎片给清除掉.""残留の碎片?什么碎片?"根汉感觉有些诧异："咱怎么壹点也没有感觉到?"都到了绝强者 之境了,现在哪里还有以前の那个根汉の元灵碎片,早就被根汉给化解掉了,壹点残留都没有了,其实早就去除了."哼哼,你小子把事情想の这么简单呢.&#
高二物理人教版课件：光的衍射
二.X射线衍射与双螺旋
二.X射线衍射与双螺旋
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）
一.光的衍射 1.单缝衍射 条纹特点：
①中央宽（亮）两边窄 （暗）、明暗相间
②波长一定时，单缝越窄， 中央亮纹越宽
③缝宽一定时，波长越大， 中央亮纹越宽
④白光的单缝衍射条纹中央 为亮纹且外侧呈红色,两侧 边缘为彩色条纹．这是衍射 中的色散现象。
红光单缝宽0.8mm
红光双缝间距0.18mm
红光单缝宽0.4mm
红光双缝间距0.36mm
蓝光单缝宽0.4mm
蓝光双缝间距0.36mm
白光单缝宽0.4mm
白光双缝间距0.36mm
单缝衍射双缝干涉图样对比分析
一.光的衍射 2.圆孔衍射
实验装置： 在挡板上安装一个大小可调的小孔， 孔后放一个光屏。用单色平行光照 射狭缝。
实验现象： 当孔从到大到小调节，直至小孔消 失，光屏上依次出现：亮斑小孔 成像明暗相间衍射条纹衍射现 象越来越明显但越来越暗条纹消 失。孔越小，衍射现象越明显。
高中物理精品PPT课件光的衍射
【思考】光的衍射图样为什么形成亮暗相间的条纹？
4.成因：由于来自单缝上不同位置的光，通过缝之后 叠加时加强或削弱的结果。 5.单色光的单缝衍射和双缝干涉图样对比
红光
红光
（1）单缝衍射条纹是不等间距的明暗相间条纹， 中央亮纹宽且亮，两侧条纹变窄、变暗 （2）双缝干涉条纹是等间距的明暗相间条纹
二、圆孔衍射
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
一、单缝衍射
【实验】
1.图样特征（单色光） （1）中央亮纹宽而亮。 红光的单缝衍射条纹
（2）两侧条纹具有对称性，亮纹宽度变窄、亮度变暗。
观察比较下列衍射图样，分析衍射规律：
2.衍射图样的决定因素
（ 1 ）波长一定时，单缝越窄的中央亮纹越宽，各 条纹间距越大． （2）单缝宽度一定时，光波波长越长，中央亮纹 越宽，条纹间隔越大． 3.图样特征（白光） 中央为白色亮条纹，两侧为彩色央圆形亮圆
三、光的衍射
1.定义：光离开直线传播的路径绕到障碍物阴影里 去的现象
2.光发生明显衍射的条件： 障碍物或孔的尺寸可以跟光波的波长相比， 甚至比光波的波长还小
四、圆板衍射
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．
光的衍射
【问题】光的干涉现象证实了光是一种波，那么
除了干涉现象，光还能发生什么现象呢？ 复习回顾 1.波的衍射：波能够绕过障碍物继续传播的现象
【思考】在日常生活中为什么很难观察到光的发生
明显的衍射现象？
2.波发生明显衍射的条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小或者与波长相差不多
【思考】如何才能观察光的衍射呢？
高中物理：光学-光的衍射
高中物理：光学-光的衍射光的衍射是光学中的经典知识点，其在多个领域都有着广泛的应用，例如显微镜、天文望远镜等。
本文将详细介绍光的衍射的基本概念、衍射定理、夫琅禾费衍射以及常见的实验方法。
一、光的衍射的基本概念光的衍射是指光通过一个孔或者通过物体表面的缝隙后，光波会扩散成为一组新的光波，这种现象被称为光的衍射。
在光的衍射中，光波会形成一些明暗交替的区域，这些区域被称为衍射图样，其形状和孔或者缝隙的大小和形状有关。
二、衍射定理衍射定理是光学中最重要的定理之一，它是描述从一个孔或者一个光源丝的发射的光经过另一个孔或者缝隙后产生的光的波前的变化情况。
衍射定理可以用来计算衍射图案的形状，以及通过使用光的衍射图案来确定物体的大小和形状。
衍射定理的公式如下所示：sinθ = nλ/d其中，θ是衍射角，n是衍射序数，λ是光的波长，d是孔或者缝隙的宽度。
三、夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射是一种典型的衍射现象，它是一种发生在单缝或双缝上的衍射现象。
夫琅禾费衍射的衍射图样是一组纵向的亮暗条纹。
夫琅禾费衍射的公式如下所示：dsinθ = nλ其中，d是缝隙的大小，θ是衍射角，n是衍射序数，λ是光的波长。
四、实验方法实验方法是研究光的衍射现象的重要手段。
常见的光的衍射实验方法包括单缝衍射实验、双缝干涉实验、格点衍射实验等。
（1）单缝衍射实验单缝衍射实验是研究光的衍射现象的最简单的实验方法之一，它可以通过一个狭窄的孔洞使光波扩散成为一个圆形的波前来观察光的衍射现象。
（2）双缝干涉实验双缝干涉实验是研究光的干涉现象的重要实验方法，它可以通过两个狭缝使光波扩散成为一组具有干涉现象的亮暗条纹。
（3）格点衍射实验格点衍射实验是一种研究光的衍射现象的实验方法，它可以通过一个光栅来使光波扩散成为一组具有规律的亮暗条纹。
五、练习题1. 一束波长为500nm的光穿过一个宽度为0.3mm的单缝后，经过距离1m的观察屏时，其衍射图样的第五个主极大的位置距离中心线的距离是多少？参考答案：0.30mm2. 光通过一组双缝（缝距为0.1mm，缝宽为0.05mm），在距离屏幕40cm处出现了一组亮暗条纹。
高中物理-选修3-4-《光的衍射》PPT课件
四、双缝干涉与单缝衍射的比较.
15
【课堂训练与检测】 见学案“典题分类剖析”
【作业布置】 1、见学案“课后演练提升” 2、见学案“课时作业”
.
16
1、单缝衍射 1)单缝衍射现象
用平行光照射狭缝，在屏上产生一条与缝 宽相当的亮条纹。但是，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。
激
调 节
光
狭
束
缝
宽
窄
.
像屏
5
2)图样特征 (1)单色光的衍射条纹？ 亮暗相间，中央条纹亮度大; 分布不均匀，中央条纹宽度大; (2)白光的衍射条纹？ 中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹;
不 同 点
条纹 距离
条纹 间距
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
条纹宽度不等， 中央最宽
各相邻条纹间距 不等
衍 射 的
亮度
清晰条纹，亮度基 本相等
中央条纹最亮， 两边变暗
比 较
相同点
波特有的现象，属于波的叠加； 都有明暗相间的条纹
.
14
【课堂小结】
一、产生明显衍射现象的条件——
障碍物或孔的尺寸跟波长相近或者比光的波长还要小
(其中最靠近中央的色光是紫色，最远离中央的 是红光)
.
6
1)缝越窄，亮纹的亮度_降__低___，
但条纹宽度__变_宽___。
2)入射光的波长越短，条纹宽度__越_窄___。
.
7
2、圆孔衍射
1)圆孔衍射现象
S
用点光源照射圆孔，
在屏上产生一个圆形
亮斑。但是，当圆孔
缩小到一定程度时，
光所达到的范围会远
远超过它沿直线传播
高中物理 第十三章光的衍射
14
各半波带的面积相等，各波带上的子波源的数目也相等。所以相邻两带在P点
振动的贡献相互削弱，即为相消干涉。
A
A1
a
A2
A3
B
2
P
O f
故在给定的衍射角中，若BC刚好截成偶数 则P点为相消干涉而出现暗纹；
个半波带，
则P点为相长干涉而出现亮纹(多余的一个半
若BC刚好截成奇数个半波带，
波带不能被抵消);
平行衍射光在焦平面上相干汇聚
每一束平行光经透镜L2汇聚后，聚焦于L2焦平面上的一点。 对同一束平行光而言，它们来自同一波前上的各个子波，因 此满足相干条件。
12
每一束平行光都在光屏上进行相干叠加，其相干叠加后的振幅， 则由他们的光程差决定。
显然，对于 =0的一束，其中每条光线的光程都相等，因而叠 加结果相互加强，即为中央亮纹。
一、单缝夫琅禾费衍射
1、装置和现象
E
L1
L2
S
a A
Df
L1、 L2 缝宽a
透镜 A：单缝
E：屏幕
缝屏距D（L2之焦距f）
中央 明纹
9
夫朗禾费单缝衍射图样是一组与狭缝平行的明暗相间的条纹，其中中央条纹 最亮最宽。
10
2、惠更斯－菲涅耳原理分析衍射过程
平行衍射光的获得
设平行入射光垂直投射到缝K上，其波前与 缝平面AB重合。按惠更斯原理，波前上的每 一点都可看成发射球形子波的波源，而每个 子波源都可以向前方各个方向发出无穷多束 光线，统称为衍射光，如图中A点的1，2， 3…光线都是衍射光线。
O
每个子波源所发出的沿同一方向的平行光构 成了一束平行衍射光。
如光线系1，光线系2，…等构成无穷多束 平行衍射光。
高中物理光的衍射问题解析
高中物理光的衍射问题解析光的衍射是高中物理中的一个重要概念，也是考试中常见的题型之一。
在解答这类问题时，我们需要理解衍射的基本原理，并学会运用相关的公式和技巧进行计算。
一、衍射的基本原理衍射是光通过一个孔或者绕过一个障碍物后发生的现象。
当光通过一个孔或者绕过一个障碍物时，光波会在波前上产生弯曲，从而形成新的波前。
这种波面的扩散就是衍射现象。
二、单缝衍射问题单缝衍射是最基本的衍射问题之一。
假设有一束平行光照射到一个宽度为d的狭缝上，我们需要计算出在屏幕上观察到的衍射图样。
解题思路：1. 根据光的波动性质，我们可以得出单缝衍射的衍射角公式：sinθ = λ / d，其中θ为衍射角，λ为光的波长，d为狭缝的宽度。
2. 根据题目给出的条件，我们可以求解出衍射角θ。
3. 根据衍射角θ，我们可以确定衍射图样的形状和大小。
举例：假设有一束波长为600nm的光照射到一个宽度为0.1mm的单缝上，求解在屏幕上观察到的衍射图样。
解答：根据公式sinθ = λ / d，代入已知条件，可以得出衍射角θ = sin^(-1)(600nm / 0.1mm) ≈ 3.49°。
根据衍射角θ，我们可以确定衍射图样的形状和大小。
通常情况下，衍射图样会呈现出一系列明暗相间的条纹，称为衍射条纹。
条纹的宽度和间距与波长和狭缝宽度有关，而条纹的亮度与光的强度有关。
三、双缝衍射问题双缝衍射是另一个常见的衍射问题。
在这类问题中，我们需要计算出在屏幕上观察到的衍射图样。
解题思路：1. 根据光的波动性质，我们可以得出双缝衍射的衍射角公式：sinθ = mλ / d，其中θ为衍射角，λ为光的波长，d为双缝间距，m为整数，表示衍射的级数。
2. 根据题目给出的条件，我们可以求解出衍射角θ和衍射级数m。
3. 根据衍射角θ和衍射级数m，我们可以确定衍射图样的形状和大小。
举例：假设有一束波长为500nm的光照射到一个双缝上，双缝间距为0.2mm，求解在屏幕上观察到的衍射图样。
高中物理光的衍射知识点复习
高中物理光的衍射知识点复习高中物理光的衍射知识点(1)光的衍射现象光绕过阻碍物偏离直线流传路径而进入暗影区里的现象，叫光的衍射。
光的衍射和光的干预同样证了然光拥有波动性。
小孔或阻碍物的尺寸比光波的波长小，或许跟波长差不多时，光才能发生显然的衍射现象。
(2)衍射现象的特色：①光束在衍射屏上的某一方向遇到限制，则远处屏幕上的衍射强度就沿该方向扩睁开来。
②若光孔线度越小，光束受限制得越厉害，则衍射范围越加洋溢。
理论上表示光孔横向线度与衍射发散角Δ之间存在反比关系。
(3)产生条件因为光的波长很短，只有十分之几微米，往常物体都比它大得多，所以当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，能够清楚地看到光的衍射。
用单色光照耀时成效好一些，如果用复色光，则看到的衍射图案是彩色的。
(3)衍射图样①单缝衍射：中央为亮条纹, 向双侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不一样 . 白光衍射时 , 中央仍为白光 , 最凑近中央的是紫光 , 最远离中央的是红光.②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环.③泊松亮斑：光照耀到一个半径很小的圆板后, 在圆板的暗影中心出现的亮斑, 这是光能发生衍射的有力凭证之一。
(4)衍射应用光的衍射决定光学仪器的分辨本事。
气体或液体中的大量悬浮粒子对光的散射，衍射也起重要的作用。
在现代光学以致现代物理学和科学技术中，光的衍射获得了愈来愈宽泛的应用。
衍射应用大概能够归纳为以下四个方面：①衍射用于光谱剖析。
如衍射光栅光谱仪。
②衍射用于构造剖析。
衍射图样对精美构造有一种相当敏感的“放大”作用，故而利用图样剖析构造，如X 射线构造学。
③衍射成像。
在相关光成像系统中，引进两次衍射成像观点，由此发展成为空间滤波技术和光学信息办理。
光瞳衍射导出成像仪器的分辨本事。
④衍射再现波阵面。
这是全息术原理中的重要一步。
高中物理光的干预知识点1.双缝干预(1)两列光波在空间相遇时发生叠加 , 在某些地区总增强 ,在此外一些地区总减弱 , 进而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干预现象 .第 2页(2)生干预的条件两个振状况是同样的波源叫相关波源, 只有相关波源出的光相互叠加 , 才能生干预象 , 在屏上出定的亮暗相的条 .(3)双干预律①双干预中, 光屏上某点到相关光源、的行程之差光程差 ,.若光程差是波 λ 的整倍数 , 即(n=0,1,2,3⋯)P点将出亮条; 若光程差是半波的奇数倍(n=0,1,2,3⋯),P点将出暗条.②屏上和双、距离相等的点, 若用色光点是亮条 ( 中央条 ), 若用白光点是白色的亮条.③若用色光 , 在屏上获得明暗相的条 ; 若用白光 , 中央是白色条 , 两是彩色条 .④屏上明暗条之的距离是相等的, 其距离大小与双之距离 d. 双到屏的距离及光的波 λ 相关 , 即 . 在和d 不的状况下, 和波λ 成正比, 用式可光波的波λ.⑤用同一装置做干预, 光干预条的距最大 , 紫光干预条距最小 , 故可知大于小于 .2.薄膜干预(1)薄膜干预的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成, 劈形薄膜干预可产平生行相间的条纹.(2)薄膜干预的应用①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的 .②检查平坦程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜 , 用单色光进行照耀, 入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波 , 形成干预条纹 , 待检平面假如平的, 空气膜厚度同样的各点就位于一条直线上, 干预条纹是平行的; 反之 , 干涉条纹有曲折现象。
高中物理第五节-光的衍射
第五节光的衍射教学目标：（一）知识与技能1、通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识。
2、通过学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律。
（二）过程与方法1、通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想。
2、在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力。
（三）情感态度与价值观通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究精神。
教学重点：单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。
教学难点：衍射条纹成因的初步说明。
教学方法：1、通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想。
2、通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现。
3、通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解。
教学用具：频率可调的振源、发波水槽及相应配件、水波衍射图样示意挂图、光的干涉衍射演示仪、激光干涉衍射演示仪(及相关的配件)、单丝白炽灯、红灯、蓝色灯，自制的单缝衍射片、光波圆孔衍射管、游标卡尺、激光发生器、小圆屏。
教学过程：(一)引入新课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？提出问题：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。
水波、声波都会发生衍射现象，那么光是否也会产生衍射现象？若会产生，那么衍射图样可能是什么样呢？（二）新课教学1、单缝衍射实验（1）教师用光的干涉、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。
高中物理光的衍射知识点复习
高中物理光的衍射知识点复习高中物理光的衍射知识点(1)光的衍射现象光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象,叫光的衍射。
光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性、小孔或障碍物的尺寸比光波的波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象。
(2)衍射现象的特点:①光束在衍射屏上的某一方位受到限制,则远处屏幕上的衍射强度就沿该方向扩展开来。
②若光孔线度越小,光束受限制得越厉害,则衍射范围越加弥漫。
理论上表明光孔横向线度与衍射发散角&Ｄelta;之间存在反比关系。
(3)产生条件由于光的波长特别短,只有十分之几微米,通常物体都比它大得多,因此当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,能够清楚地看到光的衍射、用单色光照射时效果好一些,假如用复色光,则看到的衍射图案是彩色的。
(3)衍射图样①单缝衍射:中央为亮条纹,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同、白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光。
②圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环、③泊松亮斑:光照射到一个半径特别小的圆板后,在圆板的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。
(４)衍射应用光的衍射决定光学仪器的分辨本领、气体或液体中的大量悬浮粒子对光的散射,衍射也起重要的作用、在现代光学乃至现代物理学和科学技术中,光的衍射得到了越来越广泛的应用。
衍射应用大致能够概括为以下四个方面:①衍射用于光谱分析。
如衍射光栅光谱仪。
②衍射用于结构分析、衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用,故而利用图样分析结构,如Ｘ射线结构学。
③衍射成像、在相干光成像系统中,引进两次衍射成像概念,由此发展成为空间滤波技术和光学信息处理。
光瞳衍射导出成像仪器的分辨本领。
④衍射再现波阵面。
这是全息术原理中的重要一步。
高中物理光的干涉知识点１、双缝干涉(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象、(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹、(3)双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为、若光程差是波长&ｌａｍｂda;的整倍数,即(n=0,1,２,3…)Ｐ点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹、②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。
物理光学光的衍射与衍射的现象
物理光学光的衍射与衍射的现象光的衍射是指光线通过一个孔或者绕过一个物体后，经过一定的传播距离后，出现明暗交替的现象。
这种现象是由于光的波动性导致的。
本文将介绍光的衍射的原理、衍射的现象以及一些典型的衍射实验。
一、光的衍射原理衍射现象是由于光的波动性而产生的，根据赛涅尔衍射原理，当光线通过一个孔或者绕过一个物体时，波前会发生弯曲，从而产生了衍射。
根据惠更斯-菲涅尔原理，任何一个波前上的每一个点都可以看成是次波的发射源，通过各个波源发射出来的次波在波前上相互叠加形成新的波前。
光的衍射与光的波长有关，波长越小，衍射现象越明显。
此外，衍射还与衍射孔的尺寸有关，如果衍射孔的尺寸小于光的波长，衍射现象也会比较明显。
二、光的衍射现象1. 单缝衍射当光通过一个细缝时，光线会向前方呈圆形扩散，并形成一系列明暗的交替带。
这种现象被称为单缝衍射。
单缝衍射的衍射角度与光的波长和衍射孔的尺寸有关。
一般情况下，衍射角度越大，衍射强度越弱，衍射带的亮度也会减弱。
2. 双缝干涉双缝干涉是指光线通过两个并排的细缝后，形成一系列明暗的条纹。
这些条纹是由光的干涉现象导致的。
双缝干涉的条纹间距与衍射角度有关，当衍射角度小于一定范围时，条纹间距较大；而当衍射角度超过一定范围时，条纹间距变小。
3. 衍射光栅光栅是由一系列平行而等间距的缝或透明光栅构成的，当光通过光栅后，会形成一系列具有规则间距的亮暗条纹。
光栅的条纹间距与光的波长和光栅的缝尺寸有关，通过调节光栅的缝宽和缝距可以改变衍射带的间距和亮度。
三、典型的光的衍射实验1. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是一个经典的衍射实验，在实验中，光线通过两个并排的细缝后，实验者可以观察到一系列明暗的条纹。
这个实验验证了光的波动性以及光的干涉现象，同时也揭示了光的波动性与粒子性的共存。
2. 单缝衍射实验单缝衍射实验是利用一个细缝来观察光的衍射现象，实验者可以通过调节缝的尺寸和光源的波长来观察不同条件下的衍射带。
高中物理《光的衍射》精品课件
钢针的衍射
圆孔衍射
ppt课件
圆屏衍射
18
一、单缝衍射 二、圆孔衍射
光的衍射
三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间的不等距的同
心圆环，中心有一个亮斑 （泊松亮斑）
2 衍射条件：屏的尺寸接近波长或
比波长还要小
ppt课件
19
五 小结
1 、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播 。
2 、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还 小，光就发生衍射。
ppt课件
5
一 单缝衍射
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，明暗相间且不等距.
ppt课件
6
单缝衍射与双缝干涉条纹和区别
干涉条纹
各明纹或暗纹宽度、亮 度基本相等.
衍射条纹
ppt课件
中央条纹最宽最亮, 两侧条纹宽度、亮度 逐渐减小．
7
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
单缝衍射规律
ppt课件
30
10：观察实验回答下列问题
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 【C】 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.ppt课件
31
A和光的双缝干涉图样相同
B各亮条纹的宽度不同而亮度相同
D
C各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
ppt课件
23
3 、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．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的
高中物理 §6.光的衍射
波动光学的理论基础是电磁场理论。
波动光学：包括光的干涉、光的 衍射、光的偏振
光的衍射
§1.光的衍射 一.光的衍射现象
屏幕
阴 影
缝较大时，光是直线传播的
屏幕
缝很小时，衍射现象明显 定义: 光在传播过程中能绕过障 碍物的边缘而偏离直线传播的现 象.
二. 惠更斯——菲涅耳原理
表述: 波传到的任何一点都可看作发射子 波的波源,
0， 0
—— 中央明纹(中心)
θ1
B 半波带
2 1′ 2
a 半波带
′
A
λ进行分 析.
a sin 时，可将缝分
为两个“半波带”
12
半波带
12′′
半波带
4.半波带法分析其它各点:
A→P和B→P的光程差
a sin
将波面AB分割成许多等面积的(半)波带, 每个波带发出子波的强度相等,相邻波带 上对应点发出的子波光线(如下图中的1 1′, 2 2′ )达相遇点(P)的光程差均为λ /2,于是相邻半波带上各子波发出的光,在 相遇点(P)处干涉相消.
θ1
B 半波带
2 1′ 2
a 半波带
′
A
λ/2
把光程差δ分为的半波长λ/2倍数进行分 析.
a sin 时，可将缝分
为两个“半波带”
12
半波带
12′′
半波带
两个“半波带”上发的光在P处干涉相 消形成暗.
当 a sin 3 时，可将缝分成三
个“半波带” 2
Bθ
Bθ
a
a
A λ/2
P处近似为明纹中 心
A λ/2
P处为暗纹.
当 a sin 2 时,可将缝分成四个“半波
高中物理光的衍射
高二物理知识点详解光的衍射与干涉现象
高二物理知识点详解光的衍射与干涉现象光是一种电磁波，除了直线传播外，还会发生衍射和干涉现象。
衍射和干涉是光的波动性质的重要表现，也是物理学中的重要研究内容。
本文将详细解析光的衍射与干涉现象。
一、光的衍射1. 衍射现象的定义和特点光的衍射是指光通过孔径或物体边缘时的偏向现象。
其特点包括：（1）光的波动性质：光的波动性质使得光能够衍射。
（2）波的理论：光的波动性质可通过波的理论解释。
2. 衍射公式及应用光的衍射公式表示为：D·sinθ = m·λ，其中D为衍射的衍射度，θ为衍射角，m为光的级别（m=0,1,2,…），λ为光的波长。
光的衍射可应用于天文学、物理实验等领域。
例如，在显微镜中，光通过物体的孔径或衍射屏，能够形成衍射图案，有效地观察物体的微观结构。
二、光的干涉1. 干涉现象的定义和特点光的干涉是指两个或多个光波相遇产生交叠叠加的现象。
其特点包括：（1）光波的叠加原理：两个光波相遇时，会叠加形成干涉条纹。
（2）明暗条纹交替出现：干涉条纹有明暗相间的特点。
（3）干涉现象的条件：干涉现象需要两个相干光源和光程差。
2. 干涉的类型光的干涉分为两种类型：相干干涉和非相干干涉。
（1）相干干涉：相干光通过初始相差不大的主光源形成。
例如Young双缝干涉实验。
（2）非相干干涉：非相干光通过光学装置形成。
例如牛顿环干涉实验。
3. 干涉的应用干涉现象广泛应用于光学仪器和光学测量等领域。
例如，在干涉仪中，利用干涉现象可以测定光的波长、光的折射率等物理量。
三、光的衍射与干涉在生活中的应用光的衍射与干涉现象在生活中也有许多实际应用。
1. 光的衍射应用（1）CD/DVD光盘：CD/DVD光盘的读写过程是依赖光的衍射原理，利用光的波动性质在光盘上的小凹槽和小凸起之间读取信息。
（2）显微镜：通过使用光的衍射现象，显微镜可以放大被观察物体的显微结构，使其更清晰可见。
2. 光的干涉应用（1）干涉仪：干涉仪是一种利用光的干涉现象测量物理量的精密光学仪器，常用于光学测量、波长测量、折射率测量等。
高中物理 光的衍射
缝平面 透镜L
观察屏 P ·
A 单色平行光垂直照 a 射到缝宽为a的单缝上， C 衍射角为 的一组平行光， B 经透镜后聚焦于屏上P点。
P0 f
两条边缘衍射线之间的光程差为：
BC a sin
P处条纹的明暗完全取决于光程差BC的量值。 菲涅耳将AB波阵面分成许多等面积的 波带——半波带.
2 / a / a
/ a 2 / a 0
sin
1）中央明纹最亮，其宽度为其它次极大的两倍；2）次 极大光强明显减小，且随K 增大而光强减弱 3）白光照 射，中央明纹仍为白色，两侧对称分布形成衍射光谱。
•波长对衍射条纹的影响
条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白光做光源，中央为白色明条纹，其 两侧各级都为彩色条纹。该衍射图样称为衍射光谱。
上述暗纹和中央明纹(中心)位置是准确的，其余明 纹中心的位置较上稍有偏离。
在屏幕上P0点两侧的第一级暗纹之间的区域，即 满 足 a sin 的范围，为中央明纹（中央主极大）。 单缝衍射的光强分布曲线如图所示
1 相对光强曲线
0.017 0.047 0.047 0.017
I / I0
爱里斑半径为：
R ftg 1 ≈ f sin 1 1.22 f D
衍射屏 L 观察屏
1
中央亮斑 (爱里斑)
f
I I0
1 .0
0 0.61 1.12
R
中央主极大 第一极小 0.61 / R 0
sin
R
第一次极大 0.81 / R 0.0175 第二极小 1.12 /R 0
圆孔衍射公式
D sin 1.22k (k 1,2,3)
【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。
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做一做
使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上 有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一 个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程 中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试 把下列现象依次排列： A．圆形光斑 B．明暗相间的彩色条纹 C．变暗消失 D．正方形光斑 E．正方形光 斑由大变小
做一做
找一根鸡翅膀上的羽毛，鹅、鸭的翎毛也可以， 最好是白色的。白天隔着羽毛观太阳，或在 晚上拿羽毛去看1m外的白炽灯，可以观察到 衍射图样。羽毛上细密的羽丝充当了衍射光 栅栏。
用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝 与日光灯管或其他线状光源平行，你会观察 到什么现象？
光的衍射
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比波长小或跟波长 差不多．
光的衍射
• 单缝衍射 • 圆孔衍射 • 圆盘衍射 • 衍射光栅 • 遇障碍物较大物体的衍射
单缝衍射
（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
练习三
关于衍射下列说法正确的是 A．衍射现象中衍射花样有暗条纹的出现 是光的叠加的结果 B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象 C．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的 客观事实 D．一切波都可以产生衍射
练习四
以下关于光现象的说法正确的是 ( ) A．一个面光源发出的光经较大的障碍物后在 屏上的影有本影和半影，这是光发生衍射的结果 B．把两支铅笔捏紧，通过中央的细缝去观察日 光灯，会看到彩色条纹，这是光发生衍射的结果 C．白光通过单缝衍射时，偏离中央亮纹最远 的是红光 D．一束平行白光经凸透镜折射后，在其后的 屏上也会看到彩色的亮环，这是光发生衍射的结 果
不同缝宽的单缝衍射 不同波长的单缝衍射
单缝衍射的条纹特点
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，光波越长的（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白色条纹， 两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源 的内侧为紫色．
明
圆孔衍射
暗
相
间
的
间
距
不
等
的
同
心
圆
环
明暗相间的间距不等的同心圆环，中心有一 “泊松亮斑”．
圆 盘 衍 射
衍射光栅
单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央条纹 较远处的条纹亮度也很低；增加狭缝的个数， 衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。
双缝干涉和单缝衍射
光的干涉现象和衍射现象都是光具有波动性的有 力的实验证据．它们都是由于光的叠加而产生 的，但两者的条纹却有如下区别：双缝干涉的 条数较多，明(或暗)条纹的间距相等，各亮条 纹的亮度差别较小；单缝衍射的条纹的条数较 少，明(或暗)条纹的间距不等，中央亮条纹最 亮最宽，两侧亮条纹较暗较窄．
练习一
下列现象属于干涉现象的是______，属于衍射 现象的是_______，属于折射色散现玻璃板可看到彩色花纹 D．透过绸布看灯光可看到花纹
E．眯起眼睛看灯丝，灯丝被拉长
F．通过放大镜看物体，物体的边缘是彩色 的．
练习二
在用单色平行光照射单缝以观察衍射现象 时，下面说法正确的是 A．缝越窄，衍射现象越明显 B．缝越宽，衍射现象越明显 C．照射光的波长越短，衍射现象越明显 D．照射光的波长越长，衍射现象越明显