5 光的衍射 学习任务一 光的衍射 [教材链接] 阅读教材,填写光的衍射的相关知识. (1)衍射现象:当光通过很窄的缝或很小的孔时,光没有沿直线传播,而是绕过缝或孔的边缘,传播到 的地方,这就是光的衍射现象. (2)发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸跟光的波长 ,甚至比光的波长 ,衍射现象十分明显. 例1 (多选)对衍射现象的定性分析正确的是( ) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象 B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播理论 变式1 (多选)下列情况中能产生明显衍射现象的是 ( ) A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多 B.光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比 C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸大小 D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多 【要点总结】 光在没有障碍物的均匀介质中沿直线传播,在障碍物的尺寸比光的波长大得多时,衍射现象不明显,也可以认为光沿直线传播. 学习任务二 三种不同的衍射现象 [物理观念] (1)单缝衍射 ①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、从中央向两边的亮度越来越暗且不等距的条纹,中央是亮条纹,亮度高,宽度大;单色光的波长越长,条纹间距越大,中央亮条纹越宽. ②白光的单缝衍射图样中央是白色亮条纹,两边是彩色条纹,其中最靠近中央亮条纹的色光是紫光,最远离中央的是红光. (2)圆孔衍射 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮条纹的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环,越向外,亮环亮度越低. ②白光的圆孔衍射图样中央亮环为白色,周围是彩色圆环. (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亮斑,这就是著名的泊松亮斑. 例2 如图所示,A、B、C、D四个图是某种单色光形成的干涉或衍射图样.请在四个图当中找出与其他三个不同类型的图样 ( ) A B C D [反思感悟] 变式2 用如图甲所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图乙所示,实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围.下列说法正确的是 ( ) A.此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性 B.用不同波长的光做实验,衍射图样完全相同 C.若只将圆孔变小,则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D.若只将圆孔变小,则屏上得到的衍射图样的范围将会变大 学习任务三 单缝衍射与双缝干涉的比较 [物理观念] 种类 单缝衍射 双缝干涉 不同点 产生 条件 只要缝或孔足够小,任何光都能发生 频率和振动方向相同、相位差恒定的两列光波相遇叠加 条纹 宽度 条纹宽度不等,中央条纹最宽 条纹宽度相等 条纹间距 不相等 相等 亮度 中央条纹最亮,两边条纹变暗 条纹清晰,亮度基本相同 相同点 成因 干涉、衍射都形成明暗相间的条纹,条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义 干涉、衍射都是波特有的现象,表明光是一种波 例3 [2022·海亮高级中学月考] 用红光、蓝光分别做双缝干涉实验,用黄光、紫光分别做单缝衍射实验,得到的图样如图所示(黑色部分表示亮纹).在四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是 ( ) A.红、黄、蓝、紫 B.红、紫、蓝、黄 C.蓝、紫、红、黄 D.蓝、黄、红、紫 变式3 利用图甲所示的装置,观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到图乙和图丙两种图样.则 ( ) A.乙对应单缝,丙对应双缝 B.乙对应双缝,丙对应单缝 C.都是单缝,乙对应的缝宽较大 D.都是双缝,乙的双缝间距较大 变式4 某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象,其中A为单缝,B为双缝,整个装置位于一暗箱中,实验过程如下: (1)该同学用一束太阳光照射A时,屏C上没有出现干涉条纹;移去B后,在屏上出现不等间距条纹,此条纹是由 产生的. (2) ... ...
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