光的衍射公开课

光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的障碍物 （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．
圆盘衍射
实验：在光束中放一个不透明小圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面， 出现了一个亮斑。
泊松亮斑
圆孔衍射和圆盘衍射图样比较
圆孔衍射
圆盘衍射
小结
1 、研究表明，我们平时所说的“光沿直线传播”只是一种 特殊情况 。光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播 的，在障碍物的尺寸比波长大得多的情况下，衍射现象 不明显，可以认为光是沿直线传播的。但是在障碍物的 尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候 ，衍射现象十分明显，这就不能说光沿直线传播了。
光的衍射
复习提问
问题1.什么是波的衍射现象？
波可以绕过障碍物继续传播的现象。
问题2.发生明显衍射的条件是什么？
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。
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？
2. 如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形 成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可
A 以得出的正确结论是（ ）
A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短 D．形成c图样光的波长比形成d图样光的波长短
3.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一 的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间 隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红
②都是波特有的现象，表明光是一种波。
衍射光栅
1、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。
2、增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。 3、种类：透射光栅和反射光栅。
1．对于衍射现象的分析正确的是（ ACD ）
A．光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象. B．光的衍射完全否定了光的直线传播的结论. C．光的衍射为光的波动说提供了有力的证据. D．光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果.
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．
光的衍射
单缝衍射条纹的特征
1、明暗相间的条纹，中央为亮纹。 2、中央条纹最宽最亮，两侧的条纹变暗变窄。
光的衍射
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的障碍物都 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
光的干涉和光的衍射的比较
红光
双缝干涉图样特点： 明暗相间、等间距等亮度
红光
单缝衍射图象特点：
明暗相间、中间较宽较亮， 两边对称亮度逐渐减弱
双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果,只是干涉条纹是 有限的几束光的叠加,而衍射条纹可认为是极多且复杂的相 干光的叠加。
光的衍射 小结:
5．用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的阴影中恰能
观察到黄色光斑，若分别用红色光,绿色光和紫色光照射
A 圆板一定能观察到光斑的是：（
）
A．红色光
B．绿色光
C．紫色光
D．三种色光都能
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 障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
取一个不透光的屏，
3、白光的单缝衍射中央为白色条纹,两侧为彩色条纹， 且外侧呈红色，内侧为紫色．
圆孔衍射
A S
B
1、 孔较大时——屏 上出现清晰的光斑
圆孔衍射
A S
2、 孔较小时——屏上 出现衍射花样
B
原因:来自单缝或圆孔上不同位置 的光,在屏上叠加时加强或减弱的 结果.
明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 播所能到达的范围。
光波波长很短 400-700nm
光的衍射
在一个不透光的屏上装一个宽度可以调节的单缝，用平 行的单色光照射，在缝后适当距离放一光屏 ．
激
光
束
光
调节狭
屏
缝宽窄
光的衍射
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光的衍射
单缝衍射条纹的特征
1、明暗相间不等距的条纹，中央为亮纹。 2、中央条纹最宽最亮，两侧的条纹变暗变窄。
光，则在屏上可观察到（ B ）
A．明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹 B．明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹 C．一条红色的条纹 D．既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像
4．单色光照射单缝衍射时（ AC ）
A．狭缝越窄衍射现象越明显 B．狭缝越宽衍射现象越明显 C．照射的光的波长越长衍射现象越明显 D．照射的光的频率越高衍射现象越明显
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
单缝衍射规律
1、波长（颜色）一定时，单缝越 窄,中央条纹越宽，各条纹间距越 大 。(衍射越明显)
改变缝宽
2、单缝不变时，波长大的光 （红光）中央亮纹越宽，条 纹间隔越大(衍射越明显)
改变波长
3、白光的单缝衍射中央为白色条 纹,两侧为彩色条纹，且外侧呈红 色，内侧为紫色．
2、 光的衍射并没有否定光的直线传播，而是指出了它的适 用范围和它的局限性。
光的干涉和光的衍射的比较
红光
红光
光的干涉
光的衍射
产生条件 图样特点
频率相同的两列相干光波叠加 只要缝或障碍物足够小
明暗相间、等间距、 等亮度
明暗相间、中间较宽 较亮，两边对称亮度 逐渐减弱
共同点
①都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强 或减弱的结果。
光 的 衍 射
单缝衍射 小孔衍射 泊松亮斑
明显衍射条件
光的干涉和光的衍射的比较
红光
双缝干涉图样特点： 明暗相间、等间距等亮度
红光
单缝衍射图象特点：
明暗相间、中间较宽较亮， 两边对称亮度逐渐减弱
双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果,只是干涉条纹是 有限的几束光的叠加,而衍射条纹可认为是极多且复杂的相 干光的叠加。
激
像
在它的中间装上一个
光
屏
宽度可以调节的狭缝，
束
用平行的单色光照射，
在缝后适当距离处放
调节狭
一个像屏 ．
缝宽窄
光的衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
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光的衍射
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．