高二物理光的衍射PPT优质课件 (2)
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光的衍射PPT课件2 人教课标版
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 A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的 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．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔 时中央是暗的
4 、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有 红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以 外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光 A．比其他色光更容易发生衍射 B．比其他可见光更容易发生干涉 C．比其他可见光更容易发生反射 D．比其他可见光更容易发生折射
二
S
圆孔衍射
A
B 1、 孔较大时——屏上出现清晰的光斑 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） 原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光,在屏上叠加的结果.
三
光绕过障碍物的衍射
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．
7、关于光的衍射： A是光在传播中绕过障碍物发生弯曲的现象 B衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C为光的波动说提供了有力的证据 D完全否定了光的直线传播的理论
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
5 、关于衍射下列说法正确的是 A．衍射现象中衍射花样有亮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
6 、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当 圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光 板后面的屏上将依次出现的现象是：___________； ___________；___________；___________．
物理光学课件第四章 光的衍射2
右图示：将一个半波带分为10个子
带时的振幅矢量图，倾斜因子使得
子带的振幅逐渐减少。
Fa-Qiang Wang
7
图示：两个半周期带的迭加： E PE 1 E 2E 1E 2
Fa-Qiang Wang
8
左 ： m = 奇数个半周期带；
EP
E1 2
Em 2
右 ：m = 偶数个半周期带
EP
E1 2
Em 2
EP
En 2
18
轴外点的光强的变化情况与圆孔的衍Wang
19
4-4-4. Babinet 原理（Babinet’s Principle）
互补屏： 一个衍射屏的透明区对应于另一个衍射屏的
不透明区，反之亦然时，两个屏为互补屏。
---- 例如大小相同的圆孔和圆屏。
17
显然圆屏越大，或 P点离圆屏越近，
n 越大
|En|越小
P处的亮度越暗，呈单调下降， 与圆孔衍射不同。
如果圆屏不大或P离圆屏较远，使 得n不大时，P处较亮形成暗背景 花样上的亮点 ---- Poisson点
如n=2时，则
EP
E2 2
E1 2
P处的亮度与无圆屏时一样!!!
Fa-Qiang Wang
E P E n E n 1 E n 2 E n 3 E m
En Em 22
m-n = 奇数时，取正号； m-n = 偶数时，取负号。
实际上，圆屏外没有遮挡，所以m
EP
En 2
IP
In 4
即轴上点P处的振幅为未被圆屏挡 住的第一个半周期带的贡献的一半。
Fa-Qiang Wang
以PO为对称轴形成圆对称衍射花样
Fa-Qiang Wang
光的衍射ppt课件
衍射光栅的原理与应用
详细阐述了衍射光栅的工作原理、制作方法和应 用领域，如光谱分析、光学测量等。
3
光的干涉与衍射的联系与区别
分析了光的干涉和衍射之间的内在联系和本质区 别，帮助学生更好地理解这两种光学现象。
学生自我评价报告分享
学习成果展示
学生们通过制作ppt、报告等形式，展示了自己在光的衍射课程学 习中所取得的成果，包括对基本概念的掌握、实验技能的提升等。
波动理论与衍射原理
波动理论
光是一种电磁波，具有波动性质，如 干涉、衍射等。
衍射原理
光波遇到障碍物或小孔时，会绕过障 碍物继续传播，形成新的波前，使光 偏离直线传播。
光源、波长与衍射关系
01
02
03
光源
点光源发出的球面波经障 碍物衍射后形成新的波前 。
波长
波长越长，衍射现象越明 显。对于同一障碍物，不 同波长的光产生的衍射程 度不同。
加强实验技能训练
鼓励学生们加强实验技能的训练，提高实验操作的准确性 和熟练度，培养自己的实践能力和创新精神。
拓展相关应用领域
引导学生们关注光学在各个领域的应用和发展动态，如光 通信、光计算、生物医学光学等，拓展自己的视野和知识 面。
THANKS
感谢观看
光的衍射ppt课件
• 光的衍射现象与原理 • 典型衍射实验及观察 • 衍射在生活中的应用 • 衍射在科学研究领域应用 • 现代技术中利用和控制衍射 • 总结与展望
01
光的衍射现象与原理
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时，偏离直线传播的现象。
分类
根据衍射程度的不同，可分为明 显衍射和菲涅尔衍射。
衍射后的光线被光检测器接收并转换成电信号，经过处理还原成声音或图像信息。
详细阐述了衍射光栅的工作原理、制作方法和应 用领域，如光谱分析、光学测量等。
3
光的干涉与衍射的联系与区别
分析了光的干涉和衍射之间的内在联系和本质区 别，帮助学生更好地理解这两种光学现象。
学生自我评价报告分享
学习成果展示
学生们通过制作ppt、报告等形式，展示了自己在光的衍射课程学 习中所取得的成果，包括对基本概念的掌握、实验技能的提升等。
波动理论与衍射原理
波动理论
光是一种电磁波，具有波动性质，如 干涉、衍射等。
衍射原理
光波遇到障碍物或小孔时，会绕过障 碍物继续传播，形成新的波前，使光 偏离直线传播。
光源、波长与衍射关系
01
02
03
光源
点光源发出的球面波经障 碍物衍射后形成新的波前 。
波长
波长越长，衍射现象越明 显。对于同一障碍物，不 同波长的光产生的衍射程 度不同。
加强实验技能训练
鼓励学生们加强实验技能的训练，提高实验操作的准确性 和熟练度，培养自己的实践能力和创新精神。
拓展相关应用领域
引导学生们关注光学在各个领域的应用和发展动态，如光 通信、光计算、生物医学光学等，拓展自己的视野和知识 面。
THANKS
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• 光的衍射现象与原理 • 典型衍射实验及观察 • 衍射在生活中的应用 • 衍射在科学研究领域应用 • 现代技术中利用和控制衍射 • 总结与展望
01
光的衍射现象与原理
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时，偏离直线传播的现象。
分类
根据衍射程度的不同，可分为明 显衍射和菲涅尔衍射。
衍射后的光线被光检测器接收并转换成电信号，经过处理还原成声音或图像信息。
光的衍射ppt课件完整版
详细阐述了光的衍射现象，包括衍射的定义、产 生条件、分类等，并通过公式和图示深入解释了 衍射的原理。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
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目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
第五章光的衍射(2)PPT课件
.
10
I= E ~ ( θ )E ~ ( θ ) *= I 0 (sα i α ) n 2 (s siN i β n β n )2
I0—一个缝在（ =0）P0点产生的光强。
( sin ) 2 —单缝衍射因子。
( sin N ) 2 —多缝干涉因子。 sin
可见： 多缝衍射图样是单缝衍射和多缝干涉两因
.
24
5．缺级
缺级—干涉主极大与衍射极小位置重合时称为缺级。
dsinθ=mλ 即同时满足条件：
asinθ= nλ
.
25
由 dsinθ=mλ asinθ= nλ
(m0, 1, 2) (n1, 2)
有缺级级数：
mnd n1,2 ; a
缺级数仅与d、a有关,装置一定缺级数确定.
可见: ①缺级级数与λ、N无关； ②缺级级数m不为整数时，不为缺级
平行光垂直光栅平面入射沿n方向衍射中央主极大方向干涉0级主极大方向光栅方程干涉m级主极大方向平行光垂直单槽面入射沿n方向2dsin衍射中央主极大方向干涉0级主极大方向2dsin光栅方程干涉m级主极大方向闪耀方向
§7 夫琅和费多缝衍射
实验装置与现象 单缝衍射
.
1
多缝衍射装置
设有N条缝，每条缝宽a，不透明部分b。
.
34
由多缝衍射光强分布图可见： 决定各级光谱中光强分配的是单缝衍射因子，要改变 光谱中的能量分布，应将“能量转移”。
.
35
如何实现能量 转移呢？
.
36
1. 光线正入射时 光强分布公式
II0(sα iα n)2(ssiin N β n β)2
大部分能量集中在0级
单缝衍射主极大方向
asin, =0
高中物理光的衍射优质PPT课件
中央条纹最亮，两边最暗
条纹清晰，亮度 基本相等
都有明暗相间的条纹，条纹都是光波
叠加时加强或削弱的结果
都是波特有的现象，表明光是一种波
典例分析
例4.关于光的衍射下列说法正确的是（ BC ）
× A ．是光在传播中绕过障碍物发生弯曲的现象
B ．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C ．为光的波动说提供了有力的证据
A ．雨后天空出现的绚丽的彩虹
折射
B ．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C ．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
薄膜干涉
D ．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
衍射
E ．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
二、明显衍射的条件
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。
点击观看
二、明显衍射的条件
红光a=0.4mm 红光a=0.8mm
一、对衍射图样的理解 点击观看
一、对衍射图样的理解
2.不同波长光的衍射图样：
单缝不变，波长越大，衍射越明显，
中央亮纹越宽。 3.白光的衍射图样:
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．
白光（白炽灯）的单缝衍射条纹
一、对衍射图样的理解
4.圆孔衍射：①孔较大时——屏上
直线传播
小孔成像
小孔衍射
无光
三、双缝干涉和单缝衍射条纹的区别
三、双缝干涉和单缝衍射条纹的区别
项目
名称
产生条件
不 条纹宽度 同 条纹间距 点
亮度
相 同
成因
点 意义
单缝衍射
双缝干涉
只要狭缝足够小，任何光 都能发生
条纹宽度不等，中央最宽
物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5光的衍射(共16张ppt)
第四章 光
4.5 光的衍射
思考：波能够绕过障碍物发生衍射，光也是一种波，为什么在日常生活
中我们没有观察到光的衍射现象，而且常常说“光沿直线传播”呢？
提示：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。
一、光的衍射
1.1 单缝衍射
单缝宽0.4mm
单缝宽0.8mm
白光衍射图样
一、光的衍射
1.1 单缝衍射
单色光：
单缝衍射图样的特点
单缝宽0.4mm
单缝宽0.8mm
白光衍射图样
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。
白光：中央为白色亮条纹，且最宽最亮；两边为彩色条纹，且外侧呈
红色，靠近光源的内侧为紫色。
一、光的衍射
实验：在光束中放一个不透明圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
中心有小亮斑
一、光的衍射
1.4 其他衍射
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．
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
【典例2】在一次观察光衍射的实验中，观察到如图1所示的清晰的明暗相间的图样，那
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色
条纹
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色
条纹
【典例1】如图所示，、、、 四个图是不同的单色光采用相同装置形成的双缝干
涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是(A)
A. 、是光的干涉图样
B. 、 是光的干涉图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
4.5 光的衍射
思考：波能够绕过障碍物发生衍射，光也是一种波，为什么在日常生活
中我们没有观察到光的衍射现象，而且常常说“光沿直线传播”呢？
提示：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。
一、光的衍射
1.1 单缝衍射
单缝宽0.4mm
单缝宽0.8mm
白光衍射图样
一、光的衍射
1.1 单缝衍射
单色光：
单缝衍射图样的特点
单缝宽0.4mm
单缝宽0.8mm
白光衍射图样
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。
白光：中央为白色亮条纹，且最宽最亮；两边为彩色条纹，且外侧呈
红色，靠近光源的内侧为紫色。
一、光的衍射
实验：在光束中放一个不透明圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
中心有小亮斑
一、光的衍射
1.4 其他衍射
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．
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
【典例2】在一次观察光衍射的实验中，观察到如图1所示的清晰的明暗相间的图样，那
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色
条纹
单色光形成明暗条纹，白光形成彩色
条纹
【典例1】如图所示，、、、 四个图是不同的单色光采用相同装置形成的双缝干
涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是(A)
A. 、是光的干涉图样
B. 、 是光的干涉图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
4.5 光的衍射(教学课件)-高二物理(人教版选择性必修第一册)
课堂检测
【答案】B 【解析】挡住一缝后，在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉 图样的异同点：中央都出现亮条纹，两侧都出现明暗相间的条纹，干涉 图样为等间距的明暗相同的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相 间的条纹且亮条纹的亮度减弱，且衍射图样中央亮条纹较宽，故选B。
课堂检测
3. (多选)在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗 细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿 与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人 员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(图乙所示为沿激光传播方向看到 的光屏情况)，便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的 装置，下列说法中正确的是 A.这是利用光的直线传播规律 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了
（四）衍射的应用
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；
圆孔衍射 圆盘衍射
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。
【答案】AD 【解析】衍射光栅由一系列等距的平行刻痕或狭缝组成，刻痕处发生 漫反射而不透光，未刻痕的部分相当于透光的狭缝，故C错误，A正确； 增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将会增加，B错误； 当光通过光栅的狭缝时，光线发生衍射现象，D正确。
感谢观看
课堂检测
【答案】A 【解析】当圆孔较大时，屏上出现一个圆形光斑，随着圆孔缓慢地收 缩，光斑逐渐变小；当圆孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰， 即小孔成像；继续使圆孔缓慢收缩，当圆孔的大小与光波波长相差不 多时，在屏上可以观察到明暗相间的圆环，即圆孔衍射的图样；当孔 闭合时，屏上就会一片黑暗，故A正确。
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的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不
多．
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
激
缝，用平行的单
光
调节
色光照射，在缝
束
狭缝
后适当距离处放
宽窄
一个像屏 ．
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．
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单 缝衍射
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．
钢针的 衍射
圆孔 衍射
圆屏 衍射
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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．
A S
1、 孔 较大时—— 屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小 时——屏上出现衍 射花样
汇报人：XXX
时间：20XX.XX.XX
2021/02/23
10பைடு நூலகம்
第十三章 光
第五节 光的衍射
一、光的衍射
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