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第四章 光
4.5 光的衍射
选择性必修 第一册
【复习回顾】
水、声波都会发生衍射现象，它们发生明显衍射的条件是什么？
机械波能发生衍射，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．
思考
既然光也是一种波，那么应该也会产生衍射现象呀？为什么平时我们看到的光是沿的直线传播的？
课堂引入
一、光的衍射
2、明显衍射的条件
障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多
3、物理意义
光的衍射现象进一步证明光是一种波。
1、光的衍射：
光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。
二、单缝衍射
光的衍射：
光能够绕过障碍物偏离直线传播的现象
明显衍射的条件：
障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多
衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
二、单缝衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮
2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗
二、单缝衍射
单缝衍射的规律
波长一定时，单缝越窄，中央条纹越宽，各条纹间距越大。(衍射越明显)
二、单缝衍射
单缝衍射的规律
单缝不变时，波长越大，中央条纹越宽，各条纹间距越大。(衍射越明显)
二、单缝衍射
单缝衍射的规律
白光（白炽灯）的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色。
二、单缝衍射
二、单缝衍射
1、相同点：产生原理都是由于光的叠加而产生的，中央均为明纹；明暗相间的；对称分布。
2、不同点：
（1）干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。
（2）衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布。
例1.对于单缝衍射现象，下列说法正确的是(　　)
A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮
B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显
C．缝宽度d越小，光传播路线越接近直线
D．入射光的波长越短，衍射现象越明显
B
二、单缝衍射
三、圆孔衍射
三、圆孔衍射
A
B
S
1、 孔较大时——屏上出现清晰的光斑
屏上出现光源倒立的像
S
A
B
小孔成像
2、孔减小时——
光沿直线传播
三、圆孔衍射
S
屏上出现衍射图样。
A
B
光的衍射
3、孔较小时——
三、圆孔衍射
光遇到不透明的障碍物会出现什么情况呢？
光是否可以绕过障碍物呢，跑到影子里面去呢？
四、圆板衍射（泊松亮斑）
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
实验：在光束中放一个不透明圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
四、圆板衍射（泊松亮斑）
不同点：①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小；
③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。
②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小；
圆孔衍射
圆盘衍射
相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑
光栅是大量的等宽等间距的平行狭缝（或反射面）构成的光学元件
1、衍射光栅的种类：
（2）反射光栅：在高反射率的金属上刻痕。
（1）透射光栅：在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝,一般每毫米有几十到几千个狭缝。
五、衍射光栅
如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。
例3.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是 (　　)
A.甲是单缝、乙是双缝
B.乙是双缝、丙是小圆孔
C.丁是小圆孔、甲是双缝
D.丙是小圆孔、丁是小圆板
D
例4、如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、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的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
B
小结
1、衍射定义
2、发生明显衍射的条件
3、衍射的分类
圆板衍射（泊松亮斑）
圆孔衍射
单缝衍射
（衍射光栅）

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