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(共24张PPT)
新课标人教版高中物理选修3-4
13.5 光的衍射
13.5 光的衍射
产生明显衍射现象的条件：
障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.
回顾——水波的衍射
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？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？
怎样才能观察到光的衍射现象？
一、光的衍射
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。
2、明显衍射的条件
障碍物或狭缝的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多。
3、物理意义：
光的衍射现象证明光是一种波。
二、单缝衍射


















单色光
狭缝宽度可调
激光衍射条纹
二、单缝衍射


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．


















激光
狭缝宽度可调
2、观察下列衍射图样，分析衍射规律：
a、波长一定，单缝越窄中央条纹越宽，条纹间距越大。
b、单缝一定，光波波长越大，中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
c、白光单缝衍射：中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫．
红光 a=0.8mm
红光 a=0.4mm
蓝光 a=0.4mm
白光 a=0.4mm
光的衍射与干涉
3、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。
（双缝）干涉图样

（单缝）衍射图样

双缝间距越小，条纹间距越大

单缝宽度越小，条纹间距越大

（单色光）波长越小，条纹间距越小

（单色光）波长越小，条纹间距越小

单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹

单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹
















S
屏上出现光斑，
但边缘有些模糊.
三、圆孔衍射
光的衍射
光沿直线传播


A
B
1、孔较大时——


屏上出现光源倒立的像


S


A
B
小孔成像
三、圆孔衍射
2、孔减小时——
光沿直线传播







S
屏上出现衍射图样。


A
B
光的衍射


三、圆孔衍射
3、孔较小时——
猜一猜：
使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列：
A．圆形光斑
B．明暗相间的彩色条纹
C．变暗消失
D．正方形光斑
E．正方形光斑由大变小
D→E→A→B→C
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，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．(阅读教材)
五、圆盘衍射
泊松亮斑
光照到不透明的小圆板上，形成明暗相间的间距不等的同心圆环，在屏上圆板的阴影中心，有一个亮斑，这个亮斑叫“泊松亮斑”
想一想：
为什么我们说光沿直线传播是有条件的？
我们通常所说“光沿直线传播”只是一种特殊情况，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的。
考虑到光的衍射，则只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
当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。
六、衍射光栅
单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央条纹较远处的条纹亮度也很低，不能达到实用要求。
实验表明，增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。
透射光栅是通过在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度等间距的刻痕做成的，刻痕处相当于毛玻璃，大部分光将不会透过，而两条刻痕之间则相当于一条狭缝，可以透光。
反射光栅是在高反射率的金属上镀上一层金属膜，并在镜面金属膜上刻划一系列平行等宽、等距的刻线，这种使白光反射，又能使光色散的光栅，称为反射光栅。
光栅中狭缝条数越多,明纹越细，越亮。
a 1条缝
f 20条缝
e 6条缝
c 3条缝
b 2条缝
d 5条缝
衍射光栅的应用
知识小结：
1、光的衍射
2、单缝衍射
3、圆孔衍射
4、正方形和正六边形小孔的衍射
5、圆盘衍射（泊松亮斑）
6、衍射光栅
谢谢大家！

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