光的衍射高二下学期物理人教版(2019)选择性.pptx

光的衍射郭雪鹏临泉一中55

学习目标1.理解光的衍射现象及其产生条件2.掌握单缝衍射和圆孔衍射的特点3.了解衍射光栅的原理与应用4.认识光的波动性在科学史上的重要意义。

复习回顾衍射：波绕过障碍物传播的现象机械波衍射：

衍射条件：波比障碍物尺寸大或相差不多

手影游戏表明光沿直线传播。光是电磁波，也能像机械波产生衍射现象. 问题1：生活中是否看见过光的衍射现象？为什么？ 问题2：根据衍射条件，光发生衍射现象，对障碍物尺寸有何要求？大约在什么数量级？

单缝衍射

单缝衍射条纹明暗相间条纹

来自单缝不同位置的光在穿过缝后相互叠加，产生加强或减弱，导致亮条纹和暗条纹单缝逐渐变窄，中央亮条纹逐渐变宽

单缝衍射条纹双缝干涉条纹 问题：比较单缝衍射条纹和双缝干涉条纹，它们有何不同？ 二者均为明暗相间条纹，单缝衍射中央亮条纹最宽；双缝干涉亮条纹宽度相同。

圆孔衍射

圆孔直径逐渐减小，中央亮条纹逐渐变大.

白光单缝衍射特点：中央为白色亮条纹，两侧为对称彩带，由紫到红.解释：白光是复合光.穿过单缝后，同种颜色的光互相叠加，加强的位置彼此错开，两侧为彩色条纹.

衍射条纹衍射条件

光在无障碍物的均匀介质中沿直线传播.

障碍物尺寸和波长差不多或比波长还小，衍射现象明显，光不再沿直线传播.明暗相间条纹

条纹形状与障碍物有关

光经过大头针时的衍射照片通过障碍物不同位置的光为相干光，产生干涉，形成亮条纹和暗条纹

泊松亮斑

泊松亮斑 光照射在圆盘上，按照光的直线传播，在圆盘背后中央为阴影. 法国科学家泊松按照菲涅尔波动理论计算圆盘后的阴影，发现对于一定波长、在适当距离上，影的中心会出现一个亮斑！ 阿拉果通过实验确认亮斑的存在.泊松是光波动说的反对者，他的计算反而成为波动说的有力证据.

衍射光栅 单缝衍射中央亮条纹强度最大，距离中央亮条纹较远的其他亮条纹强度很小.单缝衍射无法达到实用要求. 衍射光栅是许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件.形成的衍射条纹宽度变窄，亮度增加，有较大的实用价值，用于精密测量。衍射光栅分为透射光栅和反射光栅.

羽毛衍射光栅实验

X射线衍射与晶体结构

DNA双螺旋结构富兰克林沃森与克里克DNA晶体衍射照片 20世纪50年代确认DNA携带遗传信息,DNA的结构成为重要问题.英国物理学家威尔金斯与富兰克林拍摄出清晰的DNA衍射图样.沃森和克里克利用数据成功建构DNA双螺旋结构模型.沃森、克里克和威尔金斯获得1962年诺贝尔生理学或医学奖.威尔金斯

课堂小结单缝衍射

衍射条件

衍射条纹特征

白光单缝衍射条纹衍射光栅X射线衍射应用