第13章 第5、6节　光的衍射 光的偏振.ppt

学案一　光的衍射　衍射光栅 学案二　光的偏振及应用 一、光的衍射 1．光的衍射现象 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将________直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象． 2．常见的光的衍射现象 (1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现______相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现______条纹，中央为白条纹． (2)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏上会出现______相间的圆环． (3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清．若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个________，这就是著名的泊松亮斑． 3．光产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长____或跟波长相差________． 二、衍射光栅 1．衍射光栅的结构：由许多________的狭缝________排列起来形成的光学仪器． 2．衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度________，亮度________． 3．衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅． 一、三种衍射现象和图样特征 1．单缝衍射 (1)光照在很窄的单缝上，并没有沿直线传播，而是绕过了缝的边缘，传到了相当宽的地方，如图所示． (2)图样特征： ①缝变窄，通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低． ②中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光的波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越宽． ③若入射光为单色光，则中央为亮且宽的条纹，两侧为亮度逐渐衰减的明暗相间条纹；若入射光为白光，则除中央出现亮且宽的白色条纹外，两侧出现亮度逐渐衰减的彩色条纹． 2．圆孔衍射 (1)光照在很小的圆孔上，但光所到达的范围远远超过了它沿直线传播所照明的区域． (2)图样特征： ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小． ②只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次出现几种不同现象——圆形光斑(光的直线传播如图乙所示)、明暗相间的圆环(衍射图样如图丙所示)、完全黑暗． ③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样大小不同，波长越长，中央圆形亮斑的直径越大． ④白色的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色亮斑，周围是彩色的同心圆环． ⑤圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱． 3.圆板衍射 图样特征：泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小，而且背景是明亮的，如图所示． 二、单缝衍射与双缝干涉的比较 (多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是 (　　) A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄 B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 思路点拨：障碍物的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长还要小时能产生明显的衍射．对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对某种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显． 解析： 答案：ACD 【题后总结】当单缝到屏的距离增大时，屏上条纹间距变大，亮度变弱．如果用眼睛直接观察，眼睛必须靠近单缝，当略微增大眼睛与单缝间的距离时，观察到的条纹间距也会变大． 【训练】 1．(多选)关于衍射，下列说法正确的是(　　) A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 C．一切波都很容易发生明显的衍射现象 D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 解析：衍射图样是很复杂的光波的叠加现象，所以选项A正确．双缝干涉中每条缝中透过的光自身必然发生衍射，因为它完全符合衍射的条件，所以选项B正确．发生明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比光波波长小或相差不多，选项C错误．影的出现与衍射条纹是光波在不同条件下的表现，选项D错误． 答案：AB 2．单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是图中(　　) 3．下列关于单缝衍射图样的说法正确的是 (　　) A．它同双缝干涉的图样完全相同 B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同 C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同 D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中间亮纹最宽最亮 答案：D 4．(多选)关于光的衍射现象，下列说法正确的是(　　) A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明光发生了衍射 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射 解析：单色光照到狭