高中物理 第十三章 光 第5节 光的衍射学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理学案VIP免费

第5节光的衍射1．知道光的衍射现象和产生明显衍射现象的条件。2．了解如何通过实验观察光的衍射现象并可以区分几种不同的衍射图样。3．能解释日常生活中的衍射现象并初步了解衍射光栅。一、光的衍射1．光的衍射现象：光能够绕过□障碍物而到达“阴影”区域的现象。2．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔、缝的尺寸□比波长小或跟波长相差不多。3．几种衍射现象(1)单缝衍射①单色光的衍射：条纹是一些□明暗相间的条纹，中央条纹□最宽、□最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度□越小，亮度□越低。②白光的衍射：条纹中间为□白色条纹，两侧为□彩色条纹。(2)圆孔衍射：中间是大且亮的□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)泊松亮斑：若在单色光传播途中，放一个不透光的圆盘，会发现在阴影的中心有一个□亮斑，这就是著名的泊松亮斑。二、衍射光栅由许多□等宽的狭缝□等距离地排列起来形成的光学元件。和单缝衍射相比，衍射光栅的衍射条纹的宽度□变窄，亮度□增加。衍射光栅分为□透射光栅和□反射光栅两类。判一判(1)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。()(2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。()(3)用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹。()(4)衍射光栅的图样与单缝衍射相比，衍射条纹的亮度增加，宽度变宽。()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×想一想(1)白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点？提示：都是中央为白色条纹，两侧为彩色条纹。(2)光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射现象可能发生，也可能不发生，这种说法对吗？提示：不对。光遇到小孔、单缝或障碍物时，一定发生衍射现象，只是有明显与不明显之分，无发生与不发生之别。课堂任务光的衍射1．对光的衍射的理解(1)衍射现象和衍射条纹①衍射现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象。②衍射条纹特点：衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央条纹最宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低。(2)光产生明显衍射现象的条件障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或跟波长相差不多。2．三种衍射图样的比较(1)单缝衍射图样①中央条纹最亮，越向两边越暗，条纹间距不等。越靠外，条纹间距越小。②缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低。③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。④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮(图(b))。(2)圆孔衍射图样①中央是大且亮的圆形亮斑，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。如图所示。②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。③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。④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。⑤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。(3)不透光的圆盘的衍射图样①中央是亮斑(泊松亮斑)。②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。3．单缝衍射与双缝干涉的比较4．衍射光栅(1)衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。(2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。(3)衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅。例(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确的是()A．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射B．白光的单缝衍射图样是黑白相间的直条纹C．双缝干涉中也存在衍射现象D．双缝干涉图样与单缝衍射图样中的条纹宽度都是均匀的，只是亮度规律不同(1)光照射到不透明的物体上一定能发生衍射吗？提示：一定能发生衍射，只是有的衍射不明显，我们不易...