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课件网) 第四章 光 光的衍射 4 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？为什么平时我们看到的光是沿的直线传播的？ 课堂引入 水波的衍射 障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多. 什么是波的衍射现象？ 如何看到明显的衍射现象呢？ 复习回顾 为什么平时我们不易观察到光的衍射现象呢？ 如何解决这一问题呢？ S 1.光的衍射：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的 衍射现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。 一、光的衍射 2.光的明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。 1.单缝衍射图样的特点： ①条纹不等间距； ②中央条纹亮而宽； ③两侧条纹较暗较窄，对称分布。 ④波长一定时，单缝越窄，现象越明显，中央亮纹越宽越暗 不同缝宽的单缝衍射 二、单缝衍射 各种颜色的光波衍射图象一样吗？ 观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同色光的单缝衍射 2.不同波长光的衍射图样： ① 单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽。 ②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． 二、单缝衍射 双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？ 光的干涉和衍射图样比较 二、单缝衍射 不同点： 双缝的条纹:是等间距的各条纹的亮度差别较小。 衍射条纹:不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄。 相同点： 由于光的叠加而产生的，明暗相间的。 圆孔衍射 三、常见的衍射图样 1、孔较大时：屏上出现清晰的光斑 2、 孔较小时———屏上出现衍射花样 几乎沿直线传播 以中央最亮的光斑为圆心 逐渐变暗的不等距的同心圆 1.圆孔衍射图样的两个特点 a．单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不 等距的圆环．越向外，亮环亮度越低． b．白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环． 圆孔衍射现象 三、常见的衍射图样 圆盘衍射 三、常见的衍射图样 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（泊松亮斑）。 历史典故 泊松（ Poisson 1781～1840）法国数学家、几何学家和物理学家。菲涅尔（法国物理学家）还是学生的时候笃信惠更斯光波动学说，为参加论文大赛提交了一篇波动说的衍射论文，提出光的衍射。因为光波长小所以不明显并做出了说明。 菲涅耳--物理光学的缔造者 时任比赛评委的大教授泊松对菲涅尔的理论嗤之以鼻，通过数学推导，尖酸的指出其衍射理论的漏洞：按照你说的圆形挡板后面应该不止有阴影，圆心处还应该有一个亮斑。在当时来说从来没有谁看到过阴影中心还有亮斑，这简直不可思议，所以泊松宣称已驳倒了波动理论。菲涅耳在朋友的鼓励下硬着头皮和阿拉果接受了这个挑战，经过努力做出了中心亮斑的实验，非常精彩地证实了这个理论的预言，后人戏剧性地称这个亮点为泊松亮斑。 泊松--巴黎科学院教授院士卓越人物 圆孔衍射 圆盘衍射 圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同？ 三、常见的衍射图样 (1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器． (2)衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加． 四、衍射光栅 四、衍射光栅 1、衍射光栅的种类： 2、衍射现象的利用： 衍射图样和障碍物的结构有着一一对应的关系，而且衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，因此可利用衍射图样分析结构。例如:X光的衍射是测定晶体结构的重要方法。 衍射图样分析结构： 右图是弗兰克林利用X射线衍射拍的DNA分子，DNA的双螺旋结构模型就是根据这些照片得出的，这是生物学史上划时代的事件，它宣告了分子生物学的诞生。 3、衍射现象的弊端： 由于衍射，被观察物体上的一个光 ... ...
