人教版高中物理选修3-4课件135光的衍射.ppt

1、红光波长最大，紫光波长最小红光波长最大，紫光波长最小1.光的干涉图样有何特征？光的干涉图样有何特征？2.不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？3.光的颜色由什么决定的呢？光的颜色由什么决定的呢？明暗相间明暗相间 等间距等间距 频率（波长）频率（波长）导入新课 1.光的颜色是由电磁波的频率决定的。光的颜色是由电磁波的频率决定的。2.不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同。波速不同。3.同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变。波长和波速都要改变。4.在同一介质

2、中，频率越高，波速越小。在同一介质中，频率越高，波速越小。强调几点强调几点4.什么是波的衍射现象？什么是波的衍射现象？5.发生明显衍射的条件是什么？发生明显衍射的条件是什么？波在它传播的方向上遇到障碍物或波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传的孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传的现象叫波的衍射现象叫波的衍射.障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小.光的干涉现象反映了光的波动性，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，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呢？如果有衍射现光是否具有衍射现象呢？如果有

3、衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？到光的衍射现象呢？.教学目标1.知识与能力知识与能力 知道几何光学中所说的光沿直线传播是知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似一种近似。知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象。知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象。知道观察到明显衍射的条件。知道观察到明显衍射的条件。了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分关知识对生活中的有关现象进行解释和分析。析。2.过程与方法过程与方法 3.情感态度与价值观情感态度与价值观 让学生知道科学研究必须重视理论的指导让学生知

4、道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用。和实践的勤奋作用。必须有自信心和踏实勤奋的态度。必须有自信心和踏实勤奋的态度。在学习中也要有好品质、好作风。在学习中也要有好品质、好作风。1.通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来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。认识光的波动性。2.正确认识光发生明显衍射的条件。正确认识光发生明显衍射的条件。教学重难点教学重点教学重点 光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。光波的相干叠加。教学难点教学难点本节导航激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄狭缝狭缝像像屏屏 取一个不透光取一个不透光的屏，在它

5、的中的屏，在它的中间装上一个宽度间装上一个宽度可以调节的狭缝，可以调节的狭缝，在缝后适当距离在缝后适当距离处放一个像屏，处放一个像屏，用平行的单色光用平行的单色光照射。照射。调节的狭缝的宽窄，如果能在光屏上调节的狭缝的宽窄，如果能在光屏上观察到比观察到比狭缝的宽度宽得多的亮区狭缝的宽度宽得多的亮区，就证明了光的衍射现就证明了光的衍射现象存在。象存在。单缝衍射单缝衍射请看下面的视频请看下面的视频1.光的衍射光的衍射 光离开直线路径绕过障碍物阴影里去光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。的现象叫做光的衍射现象。2.明显衍射的条件明显衍射的条件 障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟障碍

6、物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多波长相差不多 3.物理意义物理意义 光的衍射现象证明光是一种波光的衍射现象证明光是一种波 （1）中央亮纹）中央亮纹宽宽而而亮亮。（2）两侧条纹具有）两侧条纹具有对称性对称性，亮纹较窄亮纹较窄、较暗较暗。思考：思考：干涉图样和衍射图干涉图样和衍射图样有什么区别？样有什么区别？1.单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征单缝衍射图样的光强分布单缝衍射图样的光强分布单缝衍射视频单缝衍射视频2.单缝衍射规律单缝衍射规律（1）波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各）波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大。条纹间距大。不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射 （2）单缝不

7、变时，光波越长的（红光）中央）单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大。亮纹越宽，条纹间隔越大。不同波长的单缝衍射不同波长的单缝衍射 （3）白光单缝衍射条纹：）白光单缝衍射条纹：中间是白色中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹。且外侧的，两边是减弱很快的彩色条纹。且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色。呈红色，靠近光源的内侧为紫色。3.干涉条纹与衍射条纹的区别干涉条纹与衍射条纹的区别 干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。度向两边减弱较慢。衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的

8、条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。4.光的衍射现象说明光的直线传播是光的衍射现象说明光的直线传播是有条件的有条件的 只有在障碍物的尺寸比光的波长大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得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。传播的。ABS 1.孔较大时孔较大时屏屏上出现清晰的光斑上出现清晰的光斑 2.孔较小时孔较小时屏上出现衍屏上出现衍射花样射花样思考与讨论思考与讨论:将一个大的不透明障碍物上的正三角形将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从边长孔从边长10cm10cm逐渐减小到零，让阳光从孔逐渐减小到零，让阳光从孔中通过

9、，在障碍板后暗箱中的屏上可看到中通过，在障碍板后暗箱中的屏上可看到什么现象？什么现象？1.衍射图样衍射图样 明暗相间且不等距的同明暗相间且不等距的同心圆环。（中央亮斑）心圆环。（中央亮斑）2.衍射条件衍射条件 孔的尺寸接近波长或孔的尺寸接近波长或 比波长比波长还要小还要小。不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体不只是狭缝和圆孔，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清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果。的结果。圆屏衍射圆屏衍射圆孔衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射历史上一个著名的衍射图样历史上一个

10、著名的衍射图样泊松亮斑泊松亮斑 如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。衍射光栅就是据此制成的。一、光的衍射一、光的衍射 1.光的衍射光的衍射 光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象象叫做光的衍射现象.2.明显衍射的条件明显衍射的条件 障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多相差不多 3.物理意义物理意义 光的衍射现象证明光是一种波光的衍射现象证明光是一种波 课堂小结（1）中央亮纹）中

11、央亮纹宽宽而而亮亮。（2）两侧条纹具有）两侧条纹具有对称性对称性，亮纹较窄亮纹较窄、较暗较暗。思考：思考：干涉图样和衍射图干涉图样和衍射图样有什么区别？样有什么区别？1.单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征二、单缝衍射二、单缝衍射2.单缝衍射规律单缝衍射规律 （1）波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，）波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大各条纹间距大 （2）单缝不变时，光波越长的（红光）中）单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大央亮纹越宽，条纹间隔越大 （3）白光单缝衍射条纹：）白光单缝衍射条纹：中间是白色的，两中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹边是减弱很快的彩色条纹

12、.且外侧呈红色，靠近且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色光源的内侧为紫色3.干涉条纹与衍射条纹的区别干涉条纹与衍射条纹的区别 干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢度向两边减弱较慢.衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快.4.光的衍射现象说明光的直线传播是有条件的光的衍射现象说明光的直线传播是有条件的 只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多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。的情况下，光

13、才可以看作是沿直线传播的。三三 、圆孔衍射、圆孔衍射1.衍射图样：衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆明暗相间且不等距的同心圆环（中央亮斑）环（中央亮斑）2.衍射条件衍射条件：孔的尺寸接近波长或孔的尺寸接近波长或 比波长比波长还要小还要小 四、衍射光栅四、衍射光栅 如果增加狭缝的个数，衍射如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。条纹的宽度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。此制成的。1.声波能绕过一般建筑物，而光波却不能，这声波能绕过一般建筑物，而光波却不能，这 是因为是因为（）A光波传播速度太大，偏离直线不明显光波传播速度太大，偏

14、离直线不明显 B声波传播速度小，而光波传播速度大声波传播速度小，而光波传播速度大 C建筑物对声波吸收少，而对光波吸收多建筑物对声波吸收少，而对光波吸收多 D声波波长长，容易产生衍射；光波波长短，声波波长长，容易产生衍射；光波波长短，不易产生衍射不易产生衍射D课堂练习 2.对于单缝衍射实验现象，以下正确的是（对于单缝衍射实验现象，以下正确的是（）A缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越窄缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越窄 B缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越宽缝的宽度越小，中央亮条纹的宽度越宽 C缝的宽度越大，衍射现象越明显缝的宽度越大，衍射现象越明显 D入射光的频率越大，衍射现象越明显入射光的频率越大

15、，衍射现象越明显B B3.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频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板平行的屏上呈现率单一的红光通过两窄缝在与薄板平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光，则在屏上可观察到（挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（）A明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹B明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹C一条红色的条纹一条红色的条纹D既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像既无条纹，也不

16、是一片红光，而是光源的像B 4.用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，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，用小圆孔时中央是用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的亮的 B中央均为亮点的同心圆形条纹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，用小圆孔时中央是用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的暗的B 5.在用单色平行光照射单缝以观察衍射现象时，在用单色平行光照射单缝以观察衍射现象时，下面说法正确的是下面说法正确的是（）A缝越窄，衍射现象越明显缝越窄，衍射现象越明显B缝越宽，衍射现象越明显缝越宽，衍射现象越明显C照射光的波长越短，衍射现象越明显照射光的波长越短，衍射现象越明显D照射光的波长越长，衍射现象越明显照射光的波长越长，衍射现象越明显AD6.用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的背影中用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的背影中恰能观察到黄色光斑，若分别用红色光，绿色光恰能观察到黄色光斑，若分别用红色光，绿色光和紫色光照射圆板一定能观察到光斑的是（和紫色光照射圆板一定能观察到光斑的是（）A红色光红色光B绿色光绿色光C紫色光紫色光D三种色光都能三种色光都能A