第5节　光的衍射 教学设计.doc

第5节光的衍射

[学习目标]

1．知道光的衍射现象，知道几种衍射现象的图样．

2．理解光产生明显衍射的条件．(重点)

3．知道衍射光栅的结构和衍射图样的特点，知道衍射光栅的两种分类．

知识点1光的衍射

1．定义：光绕过障碍物偏离直线传播的现象．

2．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸接近光的波长或比光的波长还小．

3．单缝衍射的条纹特点

(1)中央条纹为亮条纹，离中心条纹越远，亮条纹的宽度越窄，亮度越暗．

(2)狭缝越窄，中央亮条纹越暗．

4．圆盘衍射(泊松亮斑)

(1)现象：用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出现一个亮斑．

(2)衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别．

[判一判]

(1)光的衍射说明光不能沿直线传播．()

(2)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．()

(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒，是光的干涉现象．()

(4)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象．()

(5)衍射现象中也有干涉的成分．()

提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√

[想一想]

衍射和干涉条纹都是明暗相间的，两种条纹是否完全一样？

提示：不一样．衍射条纹是中间最宽、最亮，从中间向两侧逐渐变窄、变暗；干涉条纹是等间距的条纹，宽度和亮度相同．

知识点2衍射光栅

1．结构

有许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学元件．狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮．

2．衍射图样的特点

与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．

3．衍射光栅的种类

反射光栅和透射光栅．

1．(光明显衍射的条件)(多选)沙尘暴是由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

解析：选BD.据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝eq\f(c,f)知，到达地面的光是频率较小的部分．

2．(光的衍射)下列现象中属于光的衍射现象的是()

A．雨后天空美丽的彩虹

B．阳光下肥皂膜的彩色条纹

C．光通过三棱镜产生的彩色条纹

D．对着日光灯从狭缝中看到的彩色条纹

解析：选D.雨后天空出现美丽的彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫作光的色散现象，A错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉，故B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故C错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确．

3．(单缝衍射)(多选)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图像更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是()

A．做单缝实验时，光强分布图如图乙所示

B．做单缝实验时，光强分布图如图丙所示

C．做双缝实验时，光强分布图如图乙所示

D．做双缝实验时，光强分布图如图丙所示

解析：选AD.双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．若做单缝实验时，光强分布图如图乙所示，故A正确，B错误；若做双缝实验时，光强分布图如图丙所示，故C错误，D正确．

4．(物理光学综合问题)(多选)下列说法正确的是()

A．光纤通信利用了全反射的原理

B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的

C．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象

D．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样

解析：选AD.光纤通信是利用了光的全反射原理制成的，故A正确；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由油膜的上下表面反射的光相遇后叠加形成的，属于光的干涉，故B错误；障碍物的尺寸比光的波长大得多时，也会发生衍射现象，只不过不明显，故C错误；人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样，故D正确．

探究一对光的衍射现象的理解

【问题导引】

如图所示，是用光射到一个不透光的小圆形障碍物上形成的影，影的中心有一个圆形的亮斑，你知道这是怎样形成的吗？

提示：光的衍射

1．光的衍射

(1)产生明显衍射现象的条件

障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．

(2)光是一种波

光的干涉现象表明光是一种波，由于衍射是波的特点，则光能够发生衍射，因此，光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播，即发生衍射现象．

(3)可见光的波长