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4.5 光的衍射学案
【学习目标】
1．认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解．
2．了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系．
【重点难点】
1．通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性．
2．正确认识光发生明显衍射的条件．
[预习案]1先通读教材，完成助读，熟记并理解基本知识，再完成检测；2独立完成，用时20分钟
一、教材助读
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。
问题1：什么是波的衍射现象？
问题2：能发生明显的衍射现象的条件是什么？
问题3：我们常说“光沿直线传播”，那么光是否会产生衍射现象？为什么生活中我们观察不到光的衍射呢？
1.光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫 。
2.产生明显衍射现象的条件： 。
3.当光照到不透光的小圆板时，在阴影的中心会出现一个 ,称为 ；照射不透明光屏上开的足够小的圆孔时，在另一屏上会出现 。
二、预习自测
1．关于衍射，下列说法中正确的是(　　)
A．干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果
B．双缝干涉中也存在衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
2．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)
A．光的反射 B．光强太小
C．光的干涉 D．光的衍射
3．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是(　　)
A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的
B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的
C．中央均为亮点的同心圆条纹
D．中央均为暗点的同心圆条纹
[探究案] ---- 合作学习：讨论、展示、点评、大胆质疑、共同探究（分组实验）
探究点一 光的单缝衍射
1.单缝衍射实验．
用平行单色光照射狭缝，当缝较宽时，光沿着 传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较窄时，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽，当缝足够窄时，尽管亮条纹的亮度有所 ，但是宽度反而 。光明显地偏离直线传播进入几何阴影区。这就是光的衍射现象。
2.光的衍射的形成．
如图所示，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加时加强或者削弱，屏幕上就出现了明暗相间的条纹。
说明：其实，干涉、衍射都是波的叠加现象，从本质上讲，两者并无区别。区分干涉、衍射，是一种习惯说法。在实际中，干涉、衍射常常出现于同一现象中。
问题1 既然光能绕过障碍物继续传播发生衍射现象，那么这与我们平时说的“光沿直线传播”不是矛盾了吗？该如何解释这两种现象呢？
问题2课本107页第2题
3.单缝衍射条纹的特征．(单色光的衍射图样)
①明暗相间的条纹。
②中央亮纹最 、最 ，从中央往两侧亮条纹变 、变 。
问题3 光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么异同？
问题4 光的单缝衍射实验中，减小缝宽，衍射图样如何变化？如果增大入射光的波长，衍射图样又如何变化？（提示：单缝越窄，入射光波长越长越容易发生衍射）
探究点二 泊松亮斑
请同学们阅读课本106页“科学漫步”了解泊松亮斑，进一步认识光的衍射现象。
探究点三 衍射光栅
1.结构
2.增加狭缝的个数会使衍射的条纹的宽度变 ，亮度变 。
【做一做】
用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝并使狭缝与日光灯管平行，你会观察到什么现象？试着解释这个现象。
针对训练：
1．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是(　　)
A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的
C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
2．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是
(　　)
A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
3．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图2所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通
过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则(　　)
①这是利用光的干涉现象　②这是利用光的衍射现象　
③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了　④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
了
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
[归纳总结]
[反馈测评]
1．对于光的衍射的定性分析，下列说法中正确的是（ ）
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
2．如图甲、乙分别是单色光通过同一窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样，则 ( )
A．甲、乙均是干涉条纹
B．甲、乙均是衍射条纹
C．甲对应的光的波长较长
D．乙对应的光的波长较长
3．如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列
说法正确的是(　　)
A．b在该介质中的折射率比a大
B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽
C．用a更易观测到泊松亮斑
D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大
4. 在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的( )
A．很小的不透明圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
5．用红光进行双缝干涉实验时(缝极窄)，如果用不透光的纸遮住一个缝，则屏上出现( )
A．一片黑暗 B．一片红光
C．原干涉条纹形状不变，但亮度减弱 D．红、黑相间的条纹
6．对单缝衍射现象，以下说法正确的是 ( )
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．缝的宽度d越小，光的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
4.5 光的衍射学案参考答案
一、预习自测
1．AB　 2．D 3．C　
二．针对训练
1. D　 2. AB 3. B　
三、反馈测评
1、ABD 2、BD 3、B 4、D 5、D 6、B

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