光的衍射(共27张PPT)课件.ppt

1、1. 行人隔墙听到墙内佳人的笑声，行人隔墙听到墙内佳人的笑声， 这是什么物理现象？这是什么物理现象？2. 什么是波的衍射现象？波产生明什么是波的衍射现象？波产生明 显衍射的条件是什么？显衍射的条件是什么？思考与讨论衍射是波特有的现象，光也是一种衍射是波特有的现象，光也是一种波，那么光是否也会产生衍射现象？若波，那么光是否也会产生衍射现象？若会产生，那墙外的行人为何只闻佳人笑，会产生，那墙外的行人为何只闻佳人笑，却无缘见到佳人貌呢？却无缘见到佳人貌呢？引入课题我们在实验室如何操作才能观察到我们在实验室如何操作才能观察到光的衍射现象呢？光的衍射现象呢？一、衍射现象1.圆孔衍射【实验探究一】 利用激

2、光演示仪发出的激光按直径大、中、小（直径分别为2mm、1mm、0.6mm）的顺序分别照到三个大小不一的圆孔上，并将其投射在墙面上，然后用手机将黑板上形成的光的图样通过电脑在屏幕上显示出来。请认真观察随着圆孔直径的减小，光的图样如何变化？当光通过很窄的缝、很小的孔或者障碍物时，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。光的衍射现象思考与讨论1.单色光圆孔衍射图样的条纹单色光圆孔衍射图样的条纹(形状、宽度、形状、宽度、亮度、间距）有何特征？亮度、间距）有何特征？2.圆孔衍射图样的条纹（宽度、亮度、间距）圆孔衍射图样的条纹（宽度、亮度、间距）与圆孔的大小有何

3、关系？与圆孔的大小有何关系？d=1.0 mmd=0.6 mmd=1.0 mmd=0.6 mm圆孔衍射图样特征1条纹为圆形，中心亮纹大而亮，旁边条纹为圆形，中心亮纹大而亮，旁边 亮纹迅速的减弱减小。亮纹迅速的减弱减小。2圆孔越小，条纹越宽，间距越大，衍圆孔越小，条纹越宽，间距越大，衍 射现象越明显，但亮度变低。射现象越明显，但亮度变低。2.单缝衍射【实验探究二实验探究二】 利用单缝衍射观察片观察讲台桌上的红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：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、亮单色光的单缝衍射条纹（形状、宽度、亮度

4、、间距）有何特点？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同一单缝的红光衍射条纹与蓝光衍射条纹有何区别？有何区别？3.同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹（宽同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹（宽度、亮度、间距）有何区别？度、亮度、间距）有何区别？单缝衍射图样特征1.中央亮纹宽而亮，两侧条纹具有对称性，中央亮纹宽而亮，两侧条纹具有对称性，但迅速的减小减弱。但迅速的减小减弱。实验结论2.对同一单缝，红光衍射条纹的中央亮纹对同一单缝，红光衍射条纹的中央亮纹及条纹间距比蓝光的宽。及条纹间距比蓝光的宽。3.对同一色光，单缝窄的中央条纹宽，各对同一色光，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大，但

5、亮度较低。条纹间距大，但亮度较低。白光的单缝衍射【实验探究三实验探究三】利用单缝衍射观察片观察白光（讲台利用单缝衍射观察片观察白光（讲台桌上的日光灯）的衍射条纹。桌上的日光灯）的衍射条纹。思考与讨论1.白光的单缝衍射条纹（形状、颜色分布）白光的单缝衍射条纹（形状、颜色分布）有何特点？有何特点？2.由以上的几个实验，能否总结出光的衍由以上的几个实验，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？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？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

6、色亮纹，两侧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，靠近中央的内为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近中央的内 侧为紫色。侧为紫色。单缝衍射图样特征2.对于同一色光，单缝越窄的中央条纹越宽，对于同一色光，单缝越窄的中央条纹越宽， 各条纹间距越大，亮度越低。各条纹间距越大，亮度越低。对于同一单缝，光波波长越长的中央亮纹对于同一单缝，光波波长越长的中央亮纹 越宽，条纹间距越大。越宽，条纹间距越大。当光传播到狭缝或圆孔时，可把缝或圆孔当光传播到狭缝或圆孔时，可把缝或圆孔看成许许多多个点光源，这些点光源发出看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在屏上相遇叠加有的相互加强，有的的光在

7、屏上相遇叠加有的相互加强，有的相互减落形成了明暗相间的衍射图样。相互减落形成了明暗相间的衍射图样。简单分析衍射图样的形成3.光绕过障碍物的衍射泊松亮斑光绕过障碍物的衍射各种不同形状的物体都能使光发生衍射，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过物体的边缘而发生衍射的结果钢针的衍射钢针的衍射1光的衍射现象说明了什么？光的衍射现象说明了什么？思考与讨论2光产生明显衍射的条件是什么？光产生明显衍射的条件是什么？光的衍射现象说明了光是一种波（具有光的衍射现象说明了光是一种波（具有 波动性）波动性）光沿直线

8、传播是有条件的（同一均匀介光沿直线传播是有条件的（同一均匀介 质）质）光产生明显衍射的条件孔、缝或障碍物的尺寸跟光的波长相差不孔、缝或障碍物的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长更小。多或比光的波长更小。实验证明，对波长为实验证明，对波长为（数量级（数量级10-7m）的光波来说，障碍物或孔的尺寸的数量的光波来说，障碍物或孔的尺寸的数量级在级在103以上时，衍射现象不明显，可以上时，衍射现象不明显，可按直线传播处理；在按直线传播处理；在10210时，衍射时，衍射现象显著，出现明暗相间的条纹；在比现象显著，出现明暗相间的条纹；在比波长波长还小时，衍射现象更为明显。即障还小时，衍射现象更为明显。即障碍

9、物尺寸是波长几百倍时，对光波来说，碍物尺寸是波长几百倍时，对光波来说，仍可认为是衍射条件中的仍可认为是衍射条件中的“差不多差不多”。例题1在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示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（黑的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是（黑线为暗线）（线为暗线）（ ）A很小的不透明的圆板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很大的中间有小圆孔的不透明的圆板D二、双缝干涉与单缝衍射的比较双缝干涉双缝干涉单缝衍射单缝

10、衍射不不同同点点条纹条纹宽度宽度条纹条纹间距间距条纹条纹亮度亮度相同点相同点条纹宽度相等条纹宽度相等条中央最宽，两条中央最宽，两边迅速变窄边迅速变窄各相邻条纹间距各相邻条纹间距不等不等各相邻条纹等各相邻条纹等间距间距清晰条纹，亮度清晰条纹，亮度基本相等基本相等中央条纹最亮，中央条纹最亮，两边迅速变暗两边迅速变暗波特有的现象，都属于波的叠加；都波特有的现象，都属于波的叠加；都有明暗相间的条纹有明暗相间的条纹红光双缝干涉条纹红光双缝干涉条纹红光单缝衍射条纹红光单缝衍射条纹白光双缝干涉条纹白光双缝干涉条纹白单缝衍射条纹白单缝衍射条纹观察右图，并讨论单缝衍射与双缝干涉有何观察右图，并讨论单缝衍射与双缝

11、干涉有何不同点与相同点？讨论后完成下表：不同点与相同点？讨论后完成下表：三、光的衍射的应用请大家课后自行阅读教材请大家课后自行阅读教材衍射对分辨率衍射对分辨率的影响的影响及及衍射光栅衍射光栅部分的内容，并部分的内容，并思考生活中还有哪些光的衍射现象。思考生活中还有哪些光的衍射现象。例题2如图所示是如图所示是4幅明暗相间的条纹图样，分别是红幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。则下面的四的衍射图样（黑色部分

12、表示亮纹）。则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（ ） A红红 黄黄 蓝蓝 紫紫 B红红 紫紫 蓝蓝 黄黄C蓝蓝 紫紫 红红 黄黄D蓝蓝 黄黄 红红 紫紫B小结一、产生明显衍射现象的条件：孔、缝一、产生明显衍射现象的条件：孔、缝 或障碍物的尺寸跟光的波长相差不或障碍物的尺寸跟光的波长相差不 多或比光的波长更小。多或比光的波长更小。二、衍射条纹的特征：二、衍射条纹的特征： 1中央亮纹宽而亮，两侧条纹具有对中央亮纹宽而亮，两侧条纹具有对 称性，但迅速的减小减弱。称性，但迅速的减小减弱。 2白光单缝衍射条纹为中央为白色白光单缝衍射条纹为中央为白色 亮纹

13、，两侧为彩色条纹，且外侧亮纹，两侧为彩色条纹，且外侧 呈红色，靠近中央的内侧为紫色。呈红色，靠近中央的内侧为紫色。三、光的衍射条纹与单缝的宽度、光的波三、光的衍射条纹与单缝的宽度、光的波 长的定性关系：长的定性关系： 1对于同一色光，单缝（或孔）越小，中对于同一色光，单缝（或孔）越小，中 央条纹越宽，各条纹间距越大，但亮央条纹越宽，各条纹间距越大，但亮 度越低。度越低。 2对于同一单缝（或孔），光波波长越长对于同一单缝（或孔），光波波长越长 的中央亮纹越宽，条纹间距越大。的中央亮纹越宽，条纹间距越大。小结四、双缝干涉与单缝衍射都是光波叠加的结四、双缝干涉与单缝衍射都是光波叠加的结 果，但双缝干涉条纹是等间距的亮度基果，但双缝干涉条纹是等间距的亮度基 本相等的条纹，而单缝衍射条纹是不均本相等的条纹，而单缝衍射条纹是不均 匀的匀的