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大学物理光的衍射ppt
=90°→ kmax
a b
E
于是 kmax=d /l=10
p
缺级：
k d k 4k 4,8 a
o 屏上实际呈现: 0，±1，±2，±3，±5，±6， ±7，±9共8级，15条亮纹(±10在 无穷远处，看不见)。
f
例：一光栅的光栅常数d=2.1×10-6m，透光缝宽a=0.7×10-6， 用波长l=5000Å的光、以i=30°的入射角照射，求能看见几级、 几条谱线。
§14.1光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理
一.光的衍射现象 光在传播路径中遇到障碍物时,能绕过障碍物边缘而 进入几何阴影传播,并且产生强弱不均的光强分布， 这种现象称为光的衍射。
衍射屏
Sl
*
a
l10-3 a
观察屏 L
衍射屏
L
Sl
*
观察屏 L
二.惠更斯-菲涅耳原理
惠更斯原理：媒质中波所传到的各点都可看作是发射子波的波
例：(1)b=a, d=a+b=2a，则 k=2k =±2,4,6,…级缺。
(2)b=2a, d=a+b=3a, 则 k=3k =±3,6,9,…级缺。
讨论d和l 对衍射图样的影响
d sin kl (k 0,1,2,)
k 1,
s in k 1
sink
l
d
光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远.
2
a sinθ (2k 1) l 亮纹 (k=1,2,3,…)
2
θ 0 零级(中央)亮纹
波带数
S
*
A
a
C B
p
注意：
1.k=1...
2.明暗…
o
3. ...
4.波带数
光的衍射和偏振-PPT
例1：计算自然光从空气射到折射率为4/3的
水面时，当入射角为多大时使反射光和折射光 均为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）
析与解
例2：如何在拍摄时减弱反射光的干扰？
答案：（见课本P34）
13
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光 .
.... .
自然光
检偏器明
14
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
不同色光的单缝衍射
6
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，两侧为 彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为 紫色．
7
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
片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，通 过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿 着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。
12
（1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发 出的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折 射光是偏振光。
自然光射到两种介质的界面时，当反射 光与折射光之间的夹角为900，反射光与反射 光就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。
自然光：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一切方向振动的光，而且沿着各 个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。
偏振片（也叫起偏器或检偏器）：由特定的材料
制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向）， 只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振
水面时，当入射角为多大时使反射光和折射光 均为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）
析与解
例2：如何在拍摄时减弱反射光的干扰？
答案：（见课本P34）
13
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光 .
.... .
自然光
检偏器明
14
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
不同色光的单缝衍射
6
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，两侧为 彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为 紫色．
7
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
片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，通 过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿 着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。
12
（1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发 出的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折 射光是偏振光。
自然光射到两种介质的界面时，当反射 光与折射光之间的夹角为900，反射光与反射 光就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。
自然光：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一切方向振动的光，而且沿着各 个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。
偏振片（也叫起偏器或检偏器）：由特定的材料
制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向）， 只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振
光的衍射(共27张PPT)
例题1
在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示 的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是（黑 线为暗线）（ D ） A．很小的不透明的圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C．很大的不透明的圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
二、双缝干涉与单缝衍射的比较
观察右图，并讨论单缝衍射与双缝干涉有何 不同点与相同点？讨论后完成下表：
思考与讨论
1.白光的单缝衍射条纹（形状、颜色分布）
有何特点？
2.由以上的几个实验，能否总结出光的衍
射条纹的宽度、亮度以及条纹间距与单缝 的宽度、光的波长的定性关系？ 3.为何缝越窄，条纹的亮度越低？
单缝衍射图样特征
1.白光单缝衍射条纹为中央为白色亮纹，两侧 为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近中央的内 侧为紫色。
障碍物时，光没有沿直线传播，而是绕
到障碍物后面去，形成明暗相间的条纹 的现象就叫做光的衍射现象。
思考与讨论
d=1.0 mm
d=0.6 mm
1.单色光圆孔衍射图样的条纹(形状、宽度、 亮度、间距）有何特征？ 2.圆孔衍射图样的条纹（宽度、亮度、间距） 与圆孔的大小有何关系？
圆孔衍射图样特征
d=1.0 mm
d=0.6 mm
1．条纹为圆形，中心亮纹大而亮，旁边 亮纹迅速的减弱减小。 2．圆孔越小，条纹越宽，间距越大，衍 射现象越明显，但亮度变低。
2.单缝衍射
【实验探究二】 利用单缝衍射观察片观察讲台桌上的红 光灯与蓝光灯的衍射现象，并讨论以下问题： 1.单色光的单缝衍射条纹（形状、宽度、亮 度、间距）有何特点？ 2.同一单缝的红光衍射条纹与蓝光衍射条纹 有何区别？ 3.同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹（宽 度、亮度、间距）有何区别？
光的衍射 课件
个数越多,衍射条纹的宽度越窄,亮度越大。
一、光的直线传播是一种特殊情况
光的直线传播是一种特殊情况,具体从以下两个方面去理解: 1.多数情况下,光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传 播的规律传播的,在它们的后面留下阴影或光斑。如果障碍物、缝 或小孔都小到与照射光的波长差不多或更小时,光就表现出明显的 衍射现象,在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环。 2.光是一种波,衍射是它基本的传播方式,但在一般情况下,由于 障碍物都比较大(比起光的波长来说),衍射现象很不明显。光的传 播可近似地看做是沿直线传播。所以,光的直线传播只是特殊情况。
二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种
类
单缝衍射
双缝干涉
项目
产生 条件
只要狭缝足够小,任何光都 频率相同的两列光波相
能发生
遇叠加
不 条纹 同 宽度
条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
点 条纹 间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度 相同点
中央条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、 衍射都有明暗相间的条纹
光的衍射
1.光的衍射现象 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。 2.常见的光的衍射现象 (1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,
中央为亮条纹,中央条纹最宽最亮,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝 时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。
类型 光的衍射现象
【例题】在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( ) 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
一、光的直线传播是一种特殊情况
光的直线传播是一种特殊情况,具体从以下两个方面去理解: 1.多数情况下,光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传 播的规律传播的,在它们的后面留下阴影或光斑。如果障碍物、缝 或小孔都小到与照射光的波长差不多或更小时,光就表现出明显的 衍射现象,在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环。 2.光是一种波,衍射是它基本的传播方式,但在一般情况下,由于 障碍物都比较大(比起光的波长来说),衍射现象很不明显。光的传 播可近似地看做是沿直线传播。所以,光的直线传播只是特殊情况。
二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种
类
单缝衍射
双缝干涉
项目
产生 条件
只要狭缝足够小,任何光都 频率相同的两列光波相
能发生
遇叠加
不 条纹 同 宽度
条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
点 条纹 间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度 相同点
中央条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、 衍射都有明暗相间的条纹
光的衍射
1.光的衍射现象 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。 2.常见的光的衍射现象 (1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,
中央为亮条纹,中央条纹最宽最亮,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝 时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。
类型 光的衍射现象
【例题】在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( ) 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
一光的衍射现象-PPT精选文档37页
一、夫琅和费圆孔衍射
HP
L
艾 里 斑
d
L
D
P
d
f
d ：艾里斑直径
d 21.22
f
D
当单色平行光垂直照射到小圆孔上时在 屏上产生明暗交替的圆环，中央为很亮的 圆亮斑,叫做“艾里斑”。
直径为 d ,对透镜光心的张角为2
2d2.44 d2.44 f
f
D
D
二、光学仪器的分辨率
定性分析
单缝衍射
双缝衍射
从图中看出:双缝衍射存在单缝衍射和 多光束干涉的总效果。
多缝衍射 （光栅）
单缝衍射 多光束干涉
的总效果
单缝衍射和多光 束干涉的总效果
定量分析
A.多光束干涉结果
(1)主极大明纹
p
ab
0
f
(ab)sin
光栅方程 absink
k0,1,2,
最大衍射级次 absin k
2-1 光的衍射
一、光的衍射现象
a a
s
E 几何
阴影区
(1)直线传播
a与相比拟
s
a
几何 阴影区
E 几何
阴影区
(2)发生衍射
几何 阴影区
二、衍射的分类
依光源、障碍物和观察屏三者位置关系 1、菲涅耳衍射（近场衍射)
P
S
E
2、夫琅和费衍射（远场衍射）
来自无穷远
射向无穷远
E
s
L1
L2
三、惠更斯--菲涅耳原理
DNA 晶体的 X衍射照片
DNA 分子的 双螺旋结构
37c
谢谢
1故
k ab
(3)相邻两级主极大的间距随光栅常数
HP
L
艾 里 斑
d
L
D
P
d
f
d ：艾里斑直径
d 21.22
f
D
当单色平行光垂直照射到小圆孔上时在 屏上产生明暗交替的圆环，中央为很亮的 圆亮斑,叫做“艾里斑”。
直径为 d ,对透镜光心的张角为2
2d2.44 d2.44 f
f
D
D
二、光学仪器的分辨率
定性分析
单缝衍射
双缝衍射
从图中看出:双缝衍射存在单缝衍射和 多光束干涉的总效果。
多缝衍射 （光栅）
单缝衍射 多光束干涉
的总效果
单缝衍射和多光 束干涉的总效果
定量分析
A.多光束干涉结果
(1)主极大明纹
p
ab
0
f
(ab)sin
光栅方程 absink
k0,1,2,
最大衍射级次 absin k
2-1 光的衍射
一、光的衍射现象
a a
s
E 几何
阴影区
(1)直线传播
a与相比拟
s
a
几何 阴影区
E 几何
阴影区
(2)发生衍射
几何 阴影区
二、衍射的分类
依光源、障碍物和观察屏三者位置关系 1、菲涅耳衍射（近场衍射)
P
S
E
2、夫琅和费衍射（远场衍射）
来自无穷远
射向无穷远
E
s
L1
L2
三、惠更斯--菲涅耳原理
DNA 晶体的 X衍射照片
DNA 分子的 双螺旋结构
37c
谢谢
1故
k ab
(3)相邻两级主极大的间距随光栅常数
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
10光的衍射gPPT课件
2
A . .. .C A1 . a A 2.φ
.
B
φ
x
P
f
AB面分成偶数个半波带，出现暗纹
ACasin 4
2
A. A1 .
.
.
.
.C
a A 2.
A 3.φ
.
B
φ
x
P f
结论：分成偶数半波带为暗纹。 分成奇数半波带为明纹。
k asin(2k1)2
0
(k1,2,) 暗纹 (k1,2,) 明纹
中央明
正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧
（或中央）明条纹，它满足条件：
I asin
a
a
5 3 2a 2a
0
3
5 sin
2a 2a
0
a
asin k
(k1,2,) 暗 纹
x
f
asin0
atg0
a
x f
一级暗纹条
x f 一级暗纹坐标
a
x0
2f
tan 0
2f
a
中央亮纹线宽
0
a
中央亮纹半角宽度
x2x2f 中央亮纹线宽度
a
当缝宽 a 中央亮纹线宽度 x
3. 相邻两衍射条纹间距
条纹在接收
xk f /a
暗纹中心
k1,2
屏上的位置 x(2 k 1)f/2 a 明纹中心
kf
(k1)f
xka xk1 a
xxk1xk1
f
a
其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。
x(2k1 )f/2a 明纹中心
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。
A . .. .C A1 . a A 2.φ
.
B
φ
x
P
f
AB面分成偶数个半波带，出现暗纹
ACasin 4
2
A. A1 .
.
.
.
.C
a A 2.
A 3.φ
.
B
φ
x
P f
结论：分成偶数半波带为暗纹。 分成奇数半波带为明纹。
k asin(2k1)2
0
(k1,2,) 暗纹 (k1,2,) 明纹
中央明
正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧
（或中央）明条纹，它满足条件：
I asin
a
a
5 3 2a 2a
0
3
5 sin
2a 2a
0
a
asin k
(k1,2,) 暗 纹
x
f
asin0
atg0
a
x f
一级暗纹条
x f 一级暗纹坐标
a
x0
2f
tan 0
2f
a
中央亮纹线宽
0
a
中央亮纹半角宽度
x2x2f 中央亮纹线宽度
a
当缝宽 a 中央亮纹线宽度 x
3. 相邻两衍射条纹间距
条纹在接收
xk f /a
暗纹中心
k1,2
屏上的位置 x(2 k 1)f/2 a 明纹中心
kf
(k1)f
xka xk1 a
xxk1xk1
f
a
其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。
x(2k1 )f/2a 明纹中心
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。
物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5光的衍射(共20张ppt)
1.光通过狭缝时会产生明显的衍射现象，光通过比较宽的缝隙时我们看 到“光沿直线传播”，此时光是不是就不发生衍射了？
不是。当狭缝或障碍物尺寸与光的波长相当或比波长还小时，会有明显 衍射现象，狭缝较宽时，仍有衍射，只是不明显。
讨论
2.如果让白光分别通过狭缝或圆孔，那么形成的衍射图样各有什么特点？ 白光通过狭缝时，衍射图样中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹； 白光通过圆孔时，衍射图样中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色 的同心圆环。
亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，对称分布
②白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹。
③波长一定时，单缝窄的中央亮条纹宽，条纹间距大；单缝不变时， 光波波长大的中间条纹宽，条纹间距大。
红光 单缝宽 0.4mm 红光 单缝宽 0.4mm 红光 单缝宽 0.8mm 蓝光 单缝宽 0.4mm
(2)圆孔衍射
白光的狭缝衍射图样
白光的圆孔衍射图样
单缝衍射与双缝干涉的比较
项目
种类
单缝衍射
双缝干涉
图样
产生条件 狭缝足够小(发生明显衍射) 频率相同的两列光波相遇叠加
不 条纹宽度 条纹宽度不等，中பைடு நூலகம்条纹最宽
条纹宽度相等
同 条纹间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
点
中央条纹最亮，越向两侧条纹
亮度 越暗
各条纹亮度基本相等
4.5 光的衍射
唐代诗人王维有这样的诗句：“空山不见人 ，但闻人语响”，描述的是 声波的衍射现象。
波的衍射：波在它传播的方向上遇到障碍物时，波可以绕过障碍物继续 传播的现象.
既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们一般观察不到光的衍射， 而且常常说“光沿直线传播”呢？
不是。当狭缝或障碍物尺寸与光的波长相当或比波长还小时，会有明显 衍射现象，狭缝较宽时，仍有衍射，只是不明显。
讨论
2.如果让白光分别通过狭缝或圆孔，那么形成的衍射图样各有什么特点？ 白光通过狭缝时，衍射图样中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹； 白光通过圆孔时，衍射图样中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色 的同心圆环。
亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，对称分布
②白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹。
③波长一定时，单缝窄的中央亮条纹宽，条纹间距大；单缝不变时， 光波波长大的中间条纹宽，条纹间距大。
红光 单缝宽 0.4mm 红光 单缝宽 0.4mm 红光 单缝宽 0.8mm 蓝光 单缝宽 0.4mm
(2)圆孔衍射
白光的狭缝衍射图样
白光的圆孔衍射图样
单缝衍射与双缝干涉的比较
项目
种类
单缝衍射
双缝干涉
图样
产生条件 狭缝足够小(发生明显衍射) 频率相同的两列光波相遇叠加
不 条纹宽度 条纹宽度不等，中பைடு நூலகம்条纹最宽
条纹宽度相等
同 条纹间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
点
中央条纹最亮，越向两侧条纹
亮度 越暗
各条纹亮度基本相等
4.5 光的衍射
唐代诗人王维有这样的诗句：“空山不见人 ，但闻人语响”，描述的是 声波的衍射现象。
波的衍射：波在它传播的方向上遇到障碍物时，波可以绕过障碍物继续 传播的现象.
既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们一般观察不到光的衍射， 而且常常说“光沿直线传播”呢？
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教学目标 （1）图片欣赏认识光的衍射现象，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。 （3）识记几种典型衍射图样并能与干涉图 样进行区别
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
像屏上观察到
A、宽度均匀的明暗相间的条纹。
B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。
C、一条亮纹。
D、一片亮光。
【B】
2.某同学以线状白炽灯为光源，利用游 标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射 现象后，总结出以下几点： A.若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝 平行 B.若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝 垂直 C.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关 D.衍射条纹的间距与光的波长有关
• 声音的波长比光的波长大的 多，更容易发生明显衍射， 即更容易绕过障碍物向前传 播。
•例1：用单色光分别通过小
圆盘和小圆孔做衍射实验 时，它们的特点如何？
圆孔衍射 S
圆孔衍射
光直线传播形成的影 （圆屏）
圆屏衍射 S
泊松亮斑
在其影子的中心有 一个亮斑
•小圆盘和小圆孔做衍射图 样特点
小圆孔做衍射
【ACD】
练习3：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
A.黑白相间的直条纹
【C】
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.
4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭
衍射现象和干涉现象条纹的不 同点和相同点：
• 相同点：由于光的叠加而产生的，明暗 相间的。
• 不同点：双缝的条纹是等间距的各条纹 的亮度差别较小，条纹条数较多。
•
衍射条纹不等间距，中央条纹亮
而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布
练1上习 观察到用明单暗色相光间照的射干双涉缝条，纹在，像现屏
用遮光板将其中的一个缝挡住，则
复习:
• 1.什么是波的衍射现象? • 波饶过障碍物继续向前传播的现象
• 2.发生明显衍射的条件? • 障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
水波的衍射
S1
• 既然光是一种波,为什么我们日常生活中 观察不到光的衍射现象,而常常看到的是 光沿着直线传播的呢?
光的直线传播
S
光的衍射
S
单缝衍射条纹
条纹不等间距， 中央条纹亮而宽， 两侧条纹较暗较窄，对称分布
例2：下列现象属于光的衍射现象的是：
• A.雨后天空出现绚丽的彩虹
• 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
• D.对着日光灯从铅笔缝里看到的彩色条 纹
• E.在两块相互压紧的平行玻璃板面上看 到的彩色条纹
• F.激光防伪商标看起来是彩色的
•
答案：D
比较:双缝干涉与单缝衍射图样
缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.
当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从
0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的
顺序是.Biblioteka abcd补充：衍射光栅• 如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变 窄，亮度将增加。
•
看课本教材
双缝干涉图样
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
雨后出现在天空中的彩虹
花园里喷淋器旁的彩虹
光的衍射
光离开直线传播路径绕 到障碍物阴影里去的现象。 衍射时产生的明暗条纹叫衍 射图样。
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。
单缝衍射条纹
单缝不变，波长越大，衍射越明显， 中央亮纹越宽
波长一定时，单缝越窄， 现象越明显，中央亮纹越 宽越暗
为什么平时隔墙可以听见别 人的声音却看不到人？
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
像屏上观察到
A、宽度均匀的明暗相间的条纹。
B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。
C、一条亮纹。
D、一片亮光。
【B】
2.某同学以线状白炽灯为光源，利用游 标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射 现象后，总结出以下几点： A.若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝 平行 B.若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝 垂直 C.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关 D.衍射条纹的间距与光的波长有关
• 声音的波长比光的波长大的 多，更容易发生明显衍射， 即更容易绕过障碍物向前传 播。
•例1：用单色光分别通过小
圆盘和小圆孔做衍射实验 时，它们的特点如何？
圆孔衍射 S
圆孔衍射
光直线传播形成的影 （圆屏）
圆屏衍射 S
泊松亮斑
在其影子的中心有 一个亮斑
•小圆盘和小圆孔做衍射图 样特点
小圆孔做衍射
【ACD】
练习3：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
A.黑白相间的直条纹
【C】
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.
4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭
衍射现象和干涉现象条纹的不 同点和相同点：
• 相同点：由于光的叠加而产生的，明暗 相间的。
• 不同点：双缝的条纹是等间距的各条纹 的亮度差别较小，条纹条数较多。
•
衍射条纹不等间距，中央条纹亮
而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布
练1上习 观察到用明单暗色相光间照的射干双涉缝条，纹在，像现屏
用遮光板将其中的一个缝挡住，则
复习:
• 1.什么是波的衍射现象? • 波饶过障碍物继续向前传播的现象
• 2.发生明显衍射的条件? • 障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
水波的衍射
S1
• 既然光是一种波,为什么我们日常生活中 观察不到光的衍射现象,而常常看到的是 光沿着直线传播的呢?
光的直线传播
S
光的衍射
S
单缝衍射条纹
条纹不等间距， 中央条纹亮而宽， 两侧条纹较暗较窄，对称分布
例2：下列现象属于光的衍射现象的是：
• A.雨后天空出现绚丽的彩虹
• 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
• D.对着日光灯从铅笔缝里看到的彩色条 纹
• E.在两块相互压紧的平行玻璃板面上看 到的彩色条纹
• F.激光防伪商标看起来是彩色的
•
答案：D
比较:双缝干涉与单缝衍射图样
缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.
当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从
0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的
顺序是.Biblioteka abcd补充：衍射光栅• 如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变 窄，亮度将增加。
•
看课本教材
双缝干涉图样
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
雨后出现在天空中的彩虹
花园里喷淋器旁的彩虹
光的衍射
光离开直线传播路径绕 到障碍物阴影里去的现象。 衍射时产生的明暗条纹叫衍 射图样。
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。
单缝衍射条纹
单缝不变，波长越大，衍射越明显， 中央亮纹越宽
波长一定时，单缝越窄， 现象越明显，中央亮纹越 宽越暗
为什么平时隔墙可以听见别 人的声音却看不到人？