2020高中物理 13.5 光的衍射學案 新人教版選修3-4

1、13.5光的衍射 學案 課前預習學案一、預習目標認識光的衍射現(xiàn)象，進一步的了解光的波動性二、預習內容1.光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫 。2.產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件： 。3.當光照到不透光的小圓板時，在陰影的中心會出現(xiàn)一個 ,稱為 ；照射不透明光屏上開的足夠小的圓孔時，在另一屏上會出現(xiàn) 。三、提出疑惑同學們，通過你們的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中疑惑點疑惑內容課內探究學案一、學習目標1理解光產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長、縫寬的定性關系2正確認識光發(fā)生明顯衍射的條件3.通過學習知道“幾何光學”中所說的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律.二、學習過程1.觀察水波的衍射

2、現(xiàn)象，回答并描述衍射現(xiàn)象的特征；2.聲波易于發(fā)生衍射現(xiàn)象的原因？3.一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是：。水波、聲波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象，那么光是否也會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象？若會產(chǎn)生，那么衍射圖樣可能是什么樣呢？(一)光的單縫衍射(1)單縫衍射實驗用光的干涉、衍射儀做單色光的單縫衍射，調節(jié)單縫寬度演示，得出下列結果：縫寬較寬較窄很窄極窄關閉屏上現(xiàn)象亮線變 、變 并出現(xiàn) 條紋條紋消失將實驗結果與課本60頁的幾幅照片比較，總結一下光要發(fā)生明顯的衍射應滿足什么條件： 。(2)分析衍射的形成圖1為衍射現(xiàn)象實驗示意圖，當光傳播到狹縫時，可把狹縫S看成許多個點光源，這些點光源發(fā)出

3、的光在空間傳播相遇疊加決定了屏幕上各點位置的明暗情況(3)單縫衍射條紋的特征(單色光的衍射圖樣)中央亮紋 兩側條紋具有對稱性，亮紋較 、較 (二)光的圓孔衍射圓孔衍射實驗：用激光干涉衍射儀做圓孔衍射實驗，實驗中當孔較大時，光傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界 ，逐漸減小圓孔大小，當圓孔減小到一定程度時出現(xiàn)的圖樣為： 。三、 反思總結復習，回顧了機械波的衍射及產(chǎn)生明顯衍射的條件自己設計實驗，觀察到了光波的衍射現(xiàn)象老師演示實驗，觀察總結出了光的衍射現(xiàn)象及規(guī)律歸納分析，得出光產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，進一步認識了光的波動性，光的直線傳播是近似規(guī)律四、 當堂檢測1關于衍射，下列說法正確的是（ ）A發(fā)生衍射就是波傳到

4、障礙物或孔的后面B發(fā)生衍射的同時把波源的能量傳播到“衍射”區(qū)域C衍射只有波才能發(fā)生D只有孔才能發(fā)生衍射，一塊擋板不可能發(fā)生波的衍射2關于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）A只有某些波在一定條件下才有衍射現(xiàn)象B只有某些波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象C一切波在一定條件下才有衍射現(xiàn)象D一切波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象3.在白熾燈的照射下能從兩塊捏緊的玻璃板的表面看到彩色條紋，通過游標卡尺的狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會看到彩色條紋這兩種現(xiàn)象（ ）A都是光的衍射現(xiàn)象B前者是光的色散，后者是光的衍射C前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象D都是光的波動性的表現(xiàn)課后練習與提高1一個不透光的薄板上有兩條平行的窄縫，有

5、一頻率單一的紅光通過兩窄縫，在與薄板平行的屏上呈現(xiàn)明暗相間的間隔均勻的紅色條紋若將其中一窄縫擋住讓另一縫通過紅光，則在屏上可觀察到 ( )A與原來相同的明暗相間，間隔均勻的紅色條紋 B與原來不相同的明暗相間，間隔不相等的紅色條紋C無條紋，只有一片紅光 D既無條紋，也不是一片紅光，而是光源的像2用單色光通過小圓盤和小圓孔做衍射實驗時，在光屏上得到衍射圖形，它們的特征是 ( )A用小圓盤時中央是暗的，用小圓孔時中央是亮的 B中央均為亮點的同心圓形條紋C中央均為暗點的同心圓形條紋 D用小圓盤時中央是亮的，用小圓孔時中央是暗的3在太陽光照射下，水面油膜上會出現(xiàn)彩色的花紋，這是兩列相干波發(fā)生干涉的結果，

6、這兩列相干光波是太陽光分別經(jīng)_而形成的，用平行的單色光垂直照射不透明的小圓板，在圓板后面的屏上發(fā)現(xiàn)圓形影中心處有一個亮斑，這是光的_現(xiàn)象4某同學把卡尺間的窄縫調節(jié)到05mm去觀察某一線光源，看到了彩色條紋，若他把縫的寬度增加到08mm，再觀察同一光線，看到的彩色條紋將_；若他把縫的寬度減小到02mm，則看到的彩色條紋將_，這說明在衍射現(xiàn)象中衍射條紋的間距與_有關，當單縫寬度_時衍射現(xiàn)象更為明顯5如圖所示A、B兩幅圖片是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像，其中圖A是光的_圖像(填干涉或衍射)由此可以判斷出圖A所對應的圓孔的孔徑_(填大于或小于)圖B所對應的圓孔的孔徑6對于單縫衍射現(xiàn)象，以下說法正

7、確的是 ( )A縫的寬度d越小，衍射條紋越亮 B縫的寬度d越小，衍射現(xiàn)象越明顯C縫的寬度d越小，光的傳播路線越接近直線 D入射光的波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯7在用游標卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象實驗中，可以調節(jié)游標卡尺的狹縫寬度，圖中是A、B兩把卡尺的游標位置，它們的下腳狹縫的寬度，A尺是_mm，B尺是_mm,通過它們能觀察到明顯衍射圖樣的是_尺如圖所示8使太陽光垂直照射到一塊遮光板上，板上有可以自由收縮的正方形孔，孔的后面放置一個光屏，在正方形孔逐漸變小直至閉合的過程中，光屏上依次可以看到幾種不同的現(xiàn)象，試把下列現(xiàn)象依次排列：A圓形光斑 B明暗相間的彩色條紋C變暗消失 D正方形光斑 E正方形光斑由大變

8、小預習內容答案：光的衍射 光的波長和障礙物的尺寸差不多或相差不大 小亮斑 泊松亮斑 衍射條紋當堂檢測答案：1.ABC 2.BC 3.CD課后練習與提高參考答案1B（點撥：是單縫衍射，抓住雙縫干涉與單縫衍射條紋的不同點，是解決此題的關鍵。）2B（點撥：用小圓盤時得到的是泊松亮斑。）3油膜上表面和下表面反射；衍射4變窄、變亮；變寬、變暗；單縫寬度；變窄5衍射；小于（點撥：產(chǎn)生明顯的光的衍射現(xiàn)象的條件。）6B（點拔：產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸跟波長差不多，或者比波長小由于光波波長都是很短，所以在單縫衍射現(xiàn)象中，縫的寬度d越小，衍射現(xiàn)象越明顯所以B答案是正確的縫的寬度d越小，透過縫的光的能量越小，亮度也越小，故A錯縫的寬度d越小，越容易發(fā)生衍射，即容易偏離直線路徑繞到障礙物陰影中去，故C錯，在縫的寬度d不變的情況下，入射光波長越短，越不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯所以正確答案應選B）721.3mm，0.4mm，B尺（點拔：A圖中游標零刻度在主尺21mm和22mm之間，且游標第3條刻度線和主尺24mm刻度對齊，所以A狹縫寬度為213mm；B圖中游標零刻度在主尺0和lmm之間，且游標第4條刻度線和主尺4mm刻度對齊，所以B狹縫寬度為o4mm能看到明顯衍射圖樣的是B尺）8正確的順序是：D、E、ADC （點拔：由于光的波長很短，因