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第四章 光
4.5 光的衍射
选择性必修 第一册
【学习目标】
1.知道光的衍射现象
2.知道产生光的明显衍射现象的条件
3.知道泊松亮斑；单缝衍射；圆孔衍射的图样特点
【复习回顾】
问题1.什么是波的衍射现象？
问题2.发生明显衍射的条件是什么？
波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象叫波的衍射
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。
【新课导入】
光也是一种波，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？
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
缝较宽时
缝宽大约等于波长时
二、单缝衍射
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。
激光束
1、单缝衍射条纹特征
A、中央亮纹宽而亮．
B、两侧条纹亮纹较窄、较暗，且有对称性．
二、单缝衍射
二、单缝衍射
2、干涉条纹与衍射条纹的区别
干涉：等间距明暗相间条纹。
衍射：中央亮纹较宽，两边是对称明暗相间的条纹，条纹宽度不等，间距不等。
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
3、其他条件不变，缝离光屏越远，条纹越宽．
4、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色．
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
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。
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
例2、下列属于光的衍射现象的是（ ）
A ．雨后天空出现的绚丽的彩虹
B ．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C ．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D ．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E ．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
折射
薄膜干涉
衍射
衍射
DE
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

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