第十三章13.5光的衍射

人接收的信息有90％来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界.光的衍射既然光是一种波,为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光沿着直线传播的呢?13.5.光的衍射复习提问问题1.什么是波的衍射现象？问题2.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孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传的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。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，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？光的衍射一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏．激光束调节狭缝宽窄像屏一单缝衍射波长很短400-700nm1.单缝衍射条纹的特征一单缝衍射(1)、中央亮纹宽而亮．(2)、两侧条纹具有对称性，明暗相间且不等距.2.单缝衍射与双缝干涉条纹和区别各明纹或暗纹宽度、亮度基本相等.中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小．双缝干涉条纹单缝衍射条纹观察下列衍射图样，分析衍射规律：3.单缝衍射规律1、波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显)2、单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大(衍射越明显)3、白光（白炽灯）的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．改变缝宽改变波长13.5光的衍射1衍射图样：明暗相间且不等距条纹（中央亮纹）2单缝衍射规律3．衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小一、单缝衍射1)波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大．2)单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大3)白光的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．ABS1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑二.圆孔衍射二圆孔衍射ABS2、孔较小时——屏上出现衍射花样（亮暗相间的不等间距的圆环，这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围）原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光,在屏上叠加的结果.圆孔衍射S光的衍射1衍射图样：明暗相间且不等距条纹（中央亮纹）2单缝衍射规律3衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小一、单缝衍射二、圆孔衍射1衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（中央亮斑）2衍射条件：孔的尺寸接近波长或比波长还要小三光绕过障碍物的衍射不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．实验：在光束中放一个不透明圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。圆屏衍射泊松亮斑圆屏衍射图样泊松亮斑在其影子的中心有一个亮斑小圆盘和小圆孔做衍射图样特点圆孔衍射圆盘衍射光的衍射现象不只是狭缝和圆孔，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清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射光的衍射一、单缝衍射二、圆孔衍射三、圆屏衍射1衍射图样：明暗相间的不等距的同心圆环，中心有一个亮斑（泊松亮斑）2衍射条件：屏的尺寸接近波长或比波长还要小1、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播2、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还小，光就发生衍射。3、光的衍射并没有否定光的直线传播，而是指出了它的适用范围和它的局限性。4、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比波长还小时，衍射现象明显。课堂小结：透射光栅:在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝,一般每毫米有几十到几千个狭缝。反射光栅:在高反射率的金属上刻痕.四.衍射光栅N=1N=2N=3N=41、下列属于光的衍射现象的是（）A雨后天空出现的绚丽的彩虹B阳光下肥皂膜上的彩色条纹C太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹E眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹DE2、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（）A．比其他色光更容易发生衍射B．比其他可见光更容易发生干涉C．比其他可见光更容易发生反射D．比其他可见光更容易发生折射A课堂练习3、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：__________，____________；___________．圆形亮斑烛烟的像明暗相间的圆环课堂练习4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是________abcd课堂练习5.用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到()A、宽度均匀的明暗相间的条纹。B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。C、一条亮纹。D、一片亮光。B课堂练习6.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到()A.黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹.C课堂练习