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05.光的衍射
问题：什么是波的衍射现象？
答：波能够绕过障碍物继续传播的现象。
注意：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的一种现象
问题：产生明显衍射现象的条件是什么？
答：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
注意：要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到.
答：平时缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大得多，所以不能观察到明显的衍射现象。
问题：如何才能让光产生明显衍射？
一.光的衍射
1.单缝衍射
实验装置：
在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，
缝后放一个光屏。用单色平行光照
射狭缝
实验现象：
当缝比较宽时，光沿着直线通过狭
缝，在屏上产生一条与缝宽相当的
亮条纹。
当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮
度有所降低，但是宽度反而增大了，
而且还出现了明暗相间的条纹。
缝越小，衍射现象越明显。
实验结论：光能够绕过障碍物继续
传播。光的衍射现象说明光是波。
一.光的衍射
1.单缝衍射
条纹特点：
①中央宽（亮）两边窄（暗）、明暗相间
②波长一定时，单缝越窄，中央亮纹越宽
③缝宽一定时，波长越大，中央亮纹越宽
④白光的单缝衍射条纹中央为亮纹且外侧呈红色,两侧边缘为彩色条纹．这是衍射中的色散现象。
红光单缝宽0.8mm
红光单缝宽0.4mm
蓝光单缝宽0.4mm
白光单缝宽0.4mm
红光双缝间距0.18mm
红光双缝间距0.36mm
蓝光双缝间距0.36mm
白光双缝间距0.36mm
单缝衍射双缝干涉图样对比分析
一.光的衍射
2.圆孔衍射
实验装置：
在挡板上安装一个大小可调的小孔，
孔后放一个光屏。用单色平行光照
射狭缝。
实验现象：
当孔从到大到小调节，直至小孔消
失，光屏上依次出现：亮斑 小孔
成像 明暗相间衍射条纹 衍射现
象越来越明显但越来越暗 条纹消
失。孔越小，衍射现象越明显。
实验结论：光能够绕过障碍物继续
传播。光的衍射现象说明光是波。
一.光的衍射
3.圆盘衍射（泊松亮斑）
1818年，法国的巴黎科学院为了鼓励对衍射问题的研究，悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳在论文中按照波动说深入研究了光的衍射。
当时的另一位法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按照菲涅耳的理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一定的波长、在适当的距离上，影的中心会出现一个亮斑！泊松认为这是荒谬可笑的，并认为这样就驳倒了光的波动说。
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。
一.光的衍射
4.其它衍射
光经过大头针尖（左）和针帽（右）时的衍射照片
一.光的衍射
5.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。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。
如果在高反射率的金
属上刻痕，就可以做
成反射光栅。
二.X射线衍射与双螺旋
二.X射线衍射与双螺旋
例1.用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是（ ）
A．用小圆盘中央是暗的，用小圆孔中央是亮的
B．中央均为亮点的同心圆形条纹
C．中央均为暗点的同心圆形条纹
D．用小圆盘中央是亮的，用小圆孔中央是暗的
例2.(多选)关于光的衍射现象,下面说法正确的是（ ）
A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B.白光的单缝衍射图样是白暗相间的直条纹
C.光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射
D.光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直线传播,不存在光的衍射
B
AC
例3.对衍射现象的定性分析,不正确的是( )
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
例4.在单缝衍射实验中,下列说法不正确的是( )
A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
D
B
例5.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化( )
A.这里应用的是光的衍射现象
B.这里应用的是光的干涉规象
C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
AD
例6.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（ ）
A．明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹
B．明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹
C．一条红色的条纹
D．既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像
例7.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从1mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是 .
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