光的衍射50348

光的衍射50348 精 华 名 师 辅 导 教学:光的衍射 基础知识导引 1(知道光的衍射现象( 2(知道产生光的衍射现象的条件:障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿 时，才能看到明显的衍射现象( 3(知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似( 教材内容全解 1(光绕过障碍物的现象称为光的衍射(障碍物可以是小孔、单缝细丝或不透明的小圆板.发生明显衍射的条件是障碍物的线度和光波的波长差不多，利用鸡毛、眼睛睫毛、两支铅笔都能观察到衍射现象( 衍射:光照在很窄的单缝上，光没有沿直线传播，而是绕到了缝的边缘，传到了相 单缝 当宽的地方( 小孔衍射:光照在很小的圆孔上，光所到达的范围远远超过了它沿直线传播所照明的区域( 泊松亮斑:光照在一个不透明的小圆板上，光绕过板的边缘，在屏的中心叠加形成一个亮斑( 2(做一做: (1)把两枝铅笔并在一起，中间留一条狭缝放在眼前，通过这条狭缝去看远处的日光灯，使狭缝的方向跟灯管平行，就会看到平行的彩色条纹( (2)在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔，以小电珠作光源，距光源1m-2m，眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射图样——彩色圆环( (3)通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝，可看到彩色条纹( 3(现象与解释:单色光衍射时中央条纹特别宽、特别亮;两侧为明暗相间的条纹，光的强度减弱很快，且波长越长的光相邻明(或暗)纹的间距越大;狭缝越窄间距越大(这是由于来自障碍物上不同位置的光，在光屏处叠加后光波加强或者削弱的结果(白光发生衍射时中央亮纹为白色，两侧为彩色条纹，同级亮纹中内侧为紫色，外侧为红色，这是由于不同波长的光在不同位置得到了加强( 4(看阅读材料:这个小故事告诉我们，在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者，必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度(我们在掌握知识的同时，也应培养自己这方面的好品质、好作风( 5(在十七世纪，波动说在解释光的直进现象时遇到了困难，学过光的衍射现象之后。我们应知道衍射现象的研究明:光沿直线传播只是一种近似的规律，只有在光的波长比障碍物小得多的条件下，光才可以看做是直进的，此时衍射现象不明显(光的衍射现象再次证明光是一种波( 例题分析 例1 对于单缝衍射现象，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 解析 产生明显的衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长小(由于光波波长都是很短，所以在单缝衍射现象中，缝的宽度d越小，衍射现象越明显(所以B答案是正确的(缝的宽度d越小，透过缝的光的能量越小，亮度也越小，故A错(缝的宽度d越小，越容易发生衍射，即容易偏离直线路径绕到障碍物阴影中去，故C错，在缝的宽度d不变的情况下，入射光波长越短，越不容易发生衍射现象，故D错(所以正确答案应选B( 答案 B 点拨 理解产生明显的光的衍射现象的条件。 例2 在用《游标卡尺观察光的衍射现象》实验中，可以调节游标卡尺的狭缝宽度，图中是A、B两把卡尺的游标位置，它们的下脚狭缝的宽度，A尺是_____mm，B尺是_____mm,通过它们能观察到明显衍射图样的是_____尺(如图20-4所示( 解析 A图中游标零刻度在主尺21mm和22mm之间，且游标第3条刻度线和主尺24mm刻度对齐，所以A狭缝宽度为21(3mm;B图中游标零刻度在主尺0和lmm之间，且游标第4条刻度线和主尺4mm刻度对齐，所以B狭缝宽度为o(4mm(能看到明显衍射图样的是B尺( 答案 21.3mm，0.4mm，B尺 点拨 掌握游标卡尺的读数以及理解产生明显的光的衍射现象的条件( 例3 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 解析 由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会使光发生明显的衍射现象，此时光的传播可看做直线，可在屏上得到孔的影;当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上成一太阳的像;孔继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹;孔进一步减小直至闭合，则由于进光量的减小而使光线变暗消失( 答案 正确的顺序是:D、E、A(D(C 点拨 弄清光的直线传播规律，小孔成像的原理，光波发生明显衍射现象的条件( 拓展延伸探究 课题:研究光的衍射现象 目的:理解产生明显衍射现象的条件，知道出现明暗相间条纹的原因( 问题:1(分别使用红光和蓝光做光的衍射实验，用哪种光更容易看到明显的衍射现象?为什么? 2(在光的衍射现象中为什么会出现明暗相间的条纹? 方法: 1(要使实验效果明显，最好用激光束做( 2(用红光做衍射实验时更容易看到明显的衍射现象(光的波长较短，比常见物体的长度小得多，所以实验中不易看到衍射现象(红光的波长比蓝光的波长大些，这个问题相对说来小些( 3(在光的衍射现象中，例如单缝衍射实验中，来自单缝不同位置的光相互叠加，结果有加强，有消弱，所以在衍射现象中也能出现明暗相间的条纹( 【同步达纲练习】 1(一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝，在与薄 行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹(若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红板平 光，则在屏上可观察到 ( ) A(与原来相同的明暗相间，间隔均匀的红色条纹 B(与原来不相同的明暗相间，间隔不相等的红色条纹 C(无条纹，只有一片红光 D(既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像 2(用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是 ( ) A(用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的 B(中央均为亮点的同心圆形条纹 C(中央均为暗点的同心圆形条纹 D(用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的 3(在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色的花纹，这是两列相干波发生干涉的结果，这两列相干光波是太阳光分别经___________而形成的，用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的屏上发现圆形影中心处有一个亮斑，这是光的________现象( 4(某同学把卡尺间的窄缝调节到0(5mm去观察某一线光源，看到了彩色条纹，若他把缝的宽度增加到0(8mm，再观察同一光线，看到的彩色条纹将______;若他把缝的宽度减小到0(2mm，则看到的彩色条纹将_______，这说明在衍射现象中衍射条纹的间距与________有关，当单缝宽度______时(衍射现象更为明显( 5(如图20-5中所示A、B两幅图片是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图A是光的______图像(填干涉或衍射)(由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径______(填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径( 参考答案 【同步达纲练习】 1(B(点拨:是单缝衍射，抓住双缝干涉与单缝衍射条纹的不同点，是解决此题的关键。) 2(B(点拨:用小圆盘时得到的是泊松亮斑。) 3(油膜上表面和下表面反射;衍射 4(变窄、变亮;变宽、变暗;单缝宽度;变窄 5(衍射;小于(点拨:产生明显的光的衍射现象的条件。)