【名師課件】4.5 課件：光的衍射-2025版高一物理必修二

物理光的衍射選擇性必修第一冊情境導入我們知道，波能夠繞過障礙物發(fā)生衍射。例如，聲音能夠繞過障礙物傳播。既然光也是一種波，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？光的衍射知識海洋1.光的衍射現(xiàn)象光能夠繞過障礙物而到達“陰影”區(qū)域的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或孔的尺寸比光波波長小或與光波波長差不多時。3.可見光的波長范圍10－6m～10－7m，由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，光的衍射現(xiàn)象不易觀察。光經(jīng)過大頭針尖時的衍射照片光波和聲波都是波，可是日常生活中常發(fā)生“聞其聲不見其人”的現(xiàn)象，原因何在？知識海洋問題與思考解析：聲波的波長較長(約幾米到十幾米)，與障礙物(房屋的墻壁、門窗等)的尺寸相比，能產(chǎn)生明顯衍射，故能“聞其聲”；而光波的波長很短(370～750nm)，比通常的障礙物的尺寸小得多，因此不能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象，故“不見其人”。知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象1.單縫衍射的條紋特點①單色光的單縫衍射圖樣是明暗相間、亮度越來越暗且不等距的條紋，中央是亮紋，亮度大，寬度也大；狹縫越窄，中央亮條紋越寬，但亮度越暗；波長越長，條紋間距越大，中央亮紋越寬；單縫衍射示意圖單縫衍射產(chǎn)生的圖樣知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象1.單縫衍射的條紋特點②白光的單縫衍射圖樣中央是白色亮紋，兩邊是彩色條紋，其中最靠近中央亮紋的色光是紫光，最遠離中央的是紅光。白光的單縫衍射條紋知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象2.圓孔衍射(1)現(xiàn)象①用點光源照射直徑較大的圓孔時，在屏上會出現(xiàn)一個明亮的圓形光斑，這是光沿直線傳播的結(jié)果。②用點光源照射直徑足夠小的圓孔時，在屏上會出現(xiàn)一些明暗相間的圓環(huán)，這是光發(fā)生衍射的結(jié)果。知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象(2)衍射圖樣的特點明暗相間的環(huán)狀條紋，中央為圓形亮斑。①單色光的圓孔衍射圖樣中央亮紋的亮度大，外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)，越向外，亮環(huán)亮度越低；②白光的圓孔衍射圖樣中央亮紋為白色，周圍是彩色圓環(huán)。紅色激光的圓孔衍射圖樣知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象(3)圓孔直徑變化出現(xiàn)的不同現(xiàn)象只有圓孔足夠小時，才能得到明顯的衍射圖樣。在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中，光屏依次得到幾種不同現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗。小孔成像原理圖知識海洋資料幾種不同的衍射現(xiàn)象3.圓盤衍射(泊松亮斑)(1)現(xiàn)象用平行光照射一個不透光的小圓盤時，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑。(2)衍射圖樣的特點圓形陰影中心有一亮斑，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別。泊松亮斑紅色激光的圓孔衍射圖樣知識海洋資料單縫衍射和雙縫干涉的比較名稱項目單縫衍射雙縫干涉不同點產(chǎn)生條件障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多頻率、振動方向相同，相位差恒定的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等，越靠外條紋間距越小各相鄰條紋等間距亮度中間條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點成因干涉、衍射都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強或者削弱的結(jié)果意義干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波衍射光柵知識海洋1.結(jié)構有許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學元件。狹縫的個數(shù)越多，衍射條紋的寬度越窄，亮度越亮。2．衍射圖樣的特點與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。3．衍射光柵的種類反射光柵和透射光柵。透射光柵例.（多選）圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則(

)

A.甲為紅光的衍射圖樣

B.乙為紫光的干涉圖樣C.丙為紅光的衍射圖樣D.丁為紫光的衍射圖樣應用探究解析：當單色光通過雙縫時形成的干涉圖樣為等間距的，而通過單縫時的圖樣是中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，因此甲、乙為干涉圖樣，而丙、丁為衍射圖樣。由于紅光的波長較長，干涉圖樣中相鄰條紋間距較大，而紫光的波長較短，干涉圖樣中相鄰條紋間距較小。單縫衍射的條紋特點是波長越長，條紋間距越大，中央亮紋越寬，因此選項B、C、D正確。BCD例.抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則下列描述正確的是(

)①這是利用光的干涉現(xiàn)象②這是利用光的衍射現(xiàn)象③如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了④如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細了A．①③

B．②④C．①④ D．②③應