高中物理第3节 光的衍射精品学案

4.5光的衍射

【学习目标】     

1.了解光的衍射现象，知道衍射条纹的特点

2.知道光产生明显衍射现象的条件

3.会用激光笔和光传感器做单缝衍射实验

【课上探究】                     

知识点1：光的衍射

思考与交流

1. 光的衍射现象是什么？

2.如何才能发生明显的衍射？

3.如何才能清晰的观察到光的衍射现象？你能利用身边的器材设计一个小实验观察光的衍射吗？

4.单色光的衍射条纹具有什么特点？与光的干涉条纹有什么不同？

总结与提升

1. 衍射现象：光在传播过程中，               ，光偏离直线传播而         后面传播的现象。衍射现象证明             。

2. 发生明显衍射的条件： 障碍物或缝的尺寸跟光的波长相比       ，或者比光的波长       ， 衍射现象就十分明显了，不能看作光沿直线传播。

 3. 衍射图样的特点：

（1） 单缝衍射：若照射光是单色光， 则中央亮纹最宽， 两边是                的条纹。 若照射光是白光， 则中央亮条纹为      ， 两边条纹为        。 其中最靠近中央的色光是     ， 最远离中央的是      。

（2） 圆孔衍射：明暗相间的、 间距不等的        。

（3） 圆屏衍射：明暗相间的、 间距不等的           ，中心有一“亮斑”，这就是著名的         。

（4） 不只是狭缝、圆孔和圆屏，各种不同形状的物体都能使光发生衍射， 衍射的结果是影的轮廓模糊不清。

练习与拓展

例 1 让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现 （   ）

A. 由大变小的三角形光斑，直至光斑消失

B. 由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

C. 由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹， 直至黑白色条纹消失

D. 由大变小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

例 2 如图所示，图甲、图乙是由同一单色光分别入射到两圆孔而形成的图样，其中图甲是光的    （填“干涉”或“衍射”）图样。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔

径          （填 “大于” 或 “小于”）图乙所对应的圆孔的孔径。

例 3 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象 （   ）

1. 都是光的衍射现象
2. 都是光的干涉现象
3. 前者是光的干涉现象， 后者是光的衍射现象

D. 前者是光的衍射现象， 后者是光的干涉现象

知识点2：衍射光栅

思考与交流

1.什么是衍射光栅？

2.衍射光栅有几种类型？个具有什么特征

总结与提升

1.光栅的构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器。

2.增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。

3.种类：透射光栅和反射光栅

练习与拓展

例4关于衍射光栅，下列说法正确的是(　　)

A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的

B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类

C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝

D.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝

【课后巩固】

1.世界很大，我们都想去看看，人们能够用眼睛去看世界，这与光密不可分．下列对光的描述中正确的是(　　)

A． 分别用红光和紫光照射同一双缝干涉实验装置，在光屏上得到紫光的条纹间距比红光的大

B． 当单缝的宽度大于光的波长时，不能发生衍射现象

C． 光的偏振现象说明光是横波

D． 光不能发生多普勒效应

2.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红暗相间的直条纹

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

3.在单缝衍射实验中，下列说法正确的是(　　)

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

4.沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，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

5.如图4所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明、暗相间的两种条纹图样。下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹)(　　)

图4

A.甲为单缝衍射的图样

B.乙为双缝干涉的图样

C.甲为双缝干涉的图样

D.乙为单缝衍射的图样

6.对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(　　)

A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比相差不大甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象

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沿直线传播的结论

D.光的衍射现象说明了光具有波动性

参考答案

例1D

例2衍射   小于

例3C

例4 ABD

课后巩固

1.C

2.AC

3.ACD

4.BD

5.AB

6. ABD