资源简介

(共18张PPT)
五、光的衍射
红光波长最大 (同一装置实验，相邻明
纹间距最大），紫光波长最小
复习
1、光的干涉图样有何特征？
2、不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？
3、光的颜色由什么决定的呢？
1、光的颜色是由频率决定的．
2、不同频率的色光在真空中波速相同，在同一介质中波速不同．
3、同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波速和波长都要改变．
4、在同一介质中，频率越高，波速越小．
几点强调
光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？
水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
光的衍射
一切波都能发生衍射，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缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个光屏 ．
激光束
光屏
衍射的条件
单缝衍射
单击画面观看录像
单缝衍射条纹的特征
图样特征
1、中央亮纹宽而亮．
2、两侧窄而暗，两侧条纹具有对称性，
不同波长的单缝衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单缝衍射
白光的单缝衍射
中央宽而亮、两侧窄而暗
缝宽越小，衍射现象越明显中央亮纹越宽
波长越大，衍射现象越明显中央亮纹越宽
圆孔衍射
A
B
S
1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑
3、 孔小到与光波波长差不多时——屏上出现衍射花样
明暗相间的间距不等的同心圆环
2、 孔较小时——小孔成像
在单缝衍射和圆孔衍射的照片中，都有一些亮条纹和暗条纹。这是由于来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果。
各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹
对衍射现象的研究表明，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以近似认为光是沿直线传播的。但是，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。
光的衍射现象再次证明光是一种波．
五、圆盘衍射
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的很小的圆盘
现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
泊松亮斑
中心有小亮斑
点击观看
五、圆盘衍射
泊松亮斑趣事：1818年，当法国物理学家菲涅耳提出光的波动理论时，著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑．人们从未看过和听说过这种现象，因而认为这是荒谬可笑的，所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论，但是，就在竞赛的关键时刻，评委阿拉果在实验中观察到了这个亮斑，这样，泊松的计算反而支持了光的波动说。
后人为了纪念这个有意义的事件，把这个亮斑称为泊松亮斑，也称为阿拉果亮斑。
圆孔衍射
圆盘衍射
圆孔衍射与圆盘衍射的图样有何不同？你能准确地区分吗？
牛顿环
双缝宽d=0.36mm
单缝宽a=0.4mm
不同点：
双缝的条纹:是等间距的明暗相间条纹，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。
衍射条纹:不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹窄而暗且对称分布
相同点：都是由于光的叠加而产生的，明暗相间的。
干涉条纹与衍射条纹的图样有何不同？你能准确地区分吗？
衍射光栅
单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央亮条纹较远的条纹，亮度也很低。因此，无论从测量的精确度，还是从可分辨的程度上说，单缝衍射都不能达到实用要求
实验表明，如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。
衍射光栅
它是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，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，这样就做成了透射光栅（图 4.5-5）
如果在高反射率的金属上刻痕，就可以做成反射光栅

展开更多......

收起↑