人教版 (2019)选择性必修 第一册5 光的衍射课文ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册5 光的衍射课文ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了学习任务一光的衍射，相当宽，明暗相间，ACD，图4-5-1，图4-5-2，图4-5-3，图4-5-4，物理观念，图4-5-5等内容，欢迎下载使用。
1.了解光的衍射概念及产生明显衍射现象的条件.2.知道衍射、衍射光栅在生产生活以及科学技术中的应用,了解科学、 技术和社会的关系.3.通过光的衍射的学习,对光的直线传播现象提出质疑,会从不同角度思考物理问题.
光的衍射现象进一步证明了光具有波动性,对发展光的波动理论起了重要的作用.教材讲述光的衍射的思路是:首先提出问题,让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因;然后再观察衍射实验,说明光的衍射现象及发生衍射的条件.由于衍射现象产生的物理过程分析起来比较复杂,教材只进行了定性分析.
在分析产生明显衍射现象条件的教学中,教师可以通过复习机械波衍射的知识,使学生认识光发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长差不多.在这里,教师可以安排一个讨论环节,先让学生体会“明显”“差不多”的含义,再指明由于光的波长很短,要产生明显的衍射现象,障碍物或小孔必须很小.做好光的衍射现象实验在本节课的教学中至关重要,它是学生认识光的衍射的基础.没有条件的学校,应尽量通过录像将这些现象展示给学生,引发学生的思考.
[教材链接] 阅读教材第98~99页,填写光的衍射的相关知识(1)衍射现象:当光通过很窄的缝或很小的孔时,光没有沿直线传播,而是绕过缝或孔的边缘,传播到　　　　的地方,这就是光的衍射现象. (2)发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸跟光的波长　　　,甚至比光的波长　　　　,衍射现象十分明显. 
(3)单缝衍射条纹的特征:单色光通过单缝,衍射条纹是　　　　　　的条纹,中央亮条纹　　　　　　,离中央条纹越远,亮条纹的宽度　　　,亮度越小.白光通过单缝发生衍射,中央条纹为　　　条纹,两边的条纹为　　　条纹. 
例1 (多选)某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点,你认为正确的是(　　 )A.若狭缝与灯泡平行,则衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直,则衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关E.波长越小,衍射条纹间距越大
[解析] 若狭缝与线状白炽灯平行,则衍射条纹与狭缝平行;衍射条纹的疏密程度与缝宽有关,缝宽越小,则条纹越疏;条纹间距与波长有关,波长越长,则条纹间距越大.
变式 (多选)对于单缝衍射现象,下列说法正确的是(　　)A.缝的宽度d越小,衍射条纹越暗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
[解析] 单缝宽度越小,衍射条纹的亮度越小,选项A正确;入射光的波长越长,单缝宽度越小,则衍射现象越明显,选项B正确,选项C、D错误.
光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播,在障碍物的尺寸比光的波长大得多时,衍射现象不明显,也可以认为光沿直线传播.
[物理观念] (1)单缝衍射①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、从中央向两边的亮度越来越暗且不等距的条纹,中央是亮条纹,亮度高,宽度大;单色光的波长越长,条纹间距越大,中央亮条纹越宽.
学习任务二:三种不同的衍射现象
②白光的单缝衍射图样中央是白色亮条纹,两边是彩色条纹,其中最靠近中央亮条纹的色光是紫光,最远离中央的是红光.(2)圆孔衍射①单色光的圆孔衍射图样中央亮条纹的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环,越向外,亮环亮度越低.②白光的圆孔衍射图样中央亮环为白色,周围是彩色圆环.
(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,使影的轮廓模糊不清.若在单色光传播途中,放一个较小的圆形障碍物,会发现在阴影中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.
例2 (多选)关于光的衍射现象,下列说法正确的是(　　)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.光照到不透明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,没有发生衍射
[解析] 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹,白光的单缝衍射图样是彩色条纹,选项A正确,选项B错误;
光照到不透明小圆盘上,在其阴影中心出现光点,这是衍射现象,选项C正确;屏上出现大光斑说明衍射现象不明显,不能认为没有发生衍射,选项D错误.
变式 如图4-5-4所示的甲、乙、丙、丁图形中,属于著名的泊松亮斑的衍射图样和单缝衍射图样的分别是(　　)A.甲、丙B.甲、丁C.乙、丙D.乙、丁
[解析] 甲图是泊松亮斑的衍射图样,乙图是圆孔衍射图样,丙图是单缝衍射图样,丁图是双缝干涉图样,A正确,B、C、D错误.
学习任务三:单缝衍射与双缝干涉的比较
例3 [2020·江苏四市调研] 用红光、蓝光分别做双缝干涉实验,用黄光、紫光分别做单缝衍射实验,得到的图样如图4-5-5所示(黑色部分表示亮纹).在四个图中从左往右排列,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
变式1 在白炽灯照射下,从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹,这是光的　　　　现象;通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,也会看到彩色条纹,这是光的　　　　现象. 
[解析] 从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹,这是薄膜干涉现象;通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,也会看到彩色条纹,这是单缝衍射现象.
变式2 某同学自己动手制作如图4-5-6所示的装置观察光的干涉现象,其中A为单缝,B为双缝,整个装置位于一暗箱中,实验过程如下:(1)该同学用一束太阳光照射A时,屏C上没有出现干涉条纹;移去B后,在屏上出现不等间距条纹,此条纹是由　　　　　　产生的. 
[解析]移去B后,只剩下单缝,发生单缝衍射现象,形成不等间距的条纹,故此条纹是由光的衍射产生的.
(2)移去A后,遮住缝S1与缝S2中的任一个,C上均出现一窄亮斑,出现以上实验结果的主要原因是　　　　　　　　. 
[解析]没有出现明暗相间的条纹,只出现一个窄亮斑,说明衍射现象不明显,其主要原因是双缝S1、S2太宽.
(3)若光通过缝S1或缝S2后在C上依次出现如图4-5-7甲、乙、丙、丁所示条纹,说明　　　　　　　　　　　. 
[解析]从四张单缝衍射图样可以看出,由图甲到图丁,衍射现象越来越明显,说明缝S1或S2越来越窄.
缝S1或缝S2越来越窄
1.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象,发生沙尘暴时能见度只有十几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下(　　 )A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较大的一部分光才能到达地面D.只有频率较小的一部分光才能到达地面
2.如图所示,在“观察光的衍射现象”实验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将　　 　 (选填“增大”“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只有在　　　　　　　　　　　　　　　情况下,光才可以看成是沿直线传播的. 
障碍物的尺寸比光的波长大得多
[解析] 增加缝宽,可以使条纹间距减小;当障碍物的尺寸比光的波长大得多时,光的衍射现象不明显,光将沿直线传播.
1.(对衍射的理解)(多选)对衍射现象的定性分析正确的是(　 　)A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象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理论
[解析] 衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条纹是波的叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,选项A、B、C正确;光的直线传播只是近似的,只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下,光才被看作是沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,选项D错误.
2.(发生明显衍射的条件)(多选)下列情况中能产生明显衍射现象的是(　 　)A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B.光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸大小D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多
[解析] 发生明显衍射的条件是障碍物、缝、孔的尺寸可以与光的波长相比甚至比光的波长还小.
3.(光的干涉和衍射图样的区分)如图4-5-8所示的四种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和同一个单缝衍射仪器形成的图样(黑色部分表示亮纹,保持缝到屏的距离不变),其中属于蓝光的衍射图样的是(　　)
[解析] 条纹间距相等的图样属于光的干涉图样,故A、C错误;条纹间距不相等的图样属于衍射图样,由于红光的波长大于蓝光的波长,所以红光的衍射图样中的中央亮条纹的宽度比蓝光的大,故B正确,D错误.