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课件网) 教 学 课 件 4.5光的衍射 第四章 光 光的衍射 单缝衍射 圆孔衍射 圆盘衍射 01 02 03 04 目录 CONTENTS 光的衍射 PART 1 问题1：什么是波的衍射现象？ 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播的现象叫波的衍射。 问题2：发生明显衍射现象的条件是什么？ 障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长差不多就能发生明显的衍射现象。（d≤λ） 我们知道，波能够绕过障碍物发生衍射。例如，声音能够绕过障碍物传播。 既然光也是一种 波，为什么在日 常生活中我们观 察不到光的衍射， 而且常常说“光沿 直线传播”呢？ 3.光发生明显衍射条件： 2.衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样. 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. 障碍物或缝、孔的尺寸小于波长或者和波长差不多，即d ≤ λ。 4.物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。 一、光的衍射 单缝衍射 PART 2 一、变力做功 激光束 调节狭缝宽窄 狭缝 像屏 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，在狭缝后适当距离处放一个像屏，用平行的单色光照射。 调节狭缝的宽窄，如果能在光屏上观察到比狭缝的宽度宽得多的亮区，证明存在光的衍射现象。 单色光的衍射 红光 单缝宽0.4mm 红光 单缝宽0.8mm 蓝光 单缝宽0.4mm 白光 单缝宽0.4mm 观察下列衍射图样，分析单缝衍射规律： 1.单色光单缝衍射图样的特点： （1）条纹不等宽； （2）中央条纹亮而宽； （3）两侧条纹较暗且窄，对称分布。 2.不同缝宽时的衍射图样： 波长λ一定时，单缝d越窄，衍射越明显，各级亮纹越宽越暗 二、单缝衍射 3.不同色光的衍射图样： 单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽。 白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，分布为内紫外红 4.白光衍射图样： 单缝衍射和双缝干涉图样 单缝衍射图样 双缝干涉图样 双缝干涉 单缝衍射 相同 不同 双缝间距越小（单缝宽度越小），条纹间距越大 波长越小，条纹间距越小 单色光明暗条纹，白光彩色条纹 干涉：等距条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。 衍射：不等距条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。 5、衍射条纹和干涉条纹的区别和联系 圆孔衍射 PART 3 1、孔较大时： （2）路径：几乎沿直线传播 2、 孔较小时： （2）路径：明显衍射 （1）图样：清晰的光斑 （1）图样：中央亮圆，周围明暗相间亮度变弱不等距同心圆环。 3.白光圆孔衍射： （1）图样：中央亮圆为白色，周围是彩色相间、亮度变弱、不等距同心圆环 （2）路径：明显衍射 三、圆孔衍射 2.发生明显圆孔衍射的条件: 孔的尺寸和波长相差不多或比波长还小 圆盘衍射 PART 4 不只是狭缝和圆孔，各种小或薄的物体都能使光发生衍射，历史上一个著名的圆盘衍射图样———泊松亮斑． （1）实验：在光束中放一个不透明圆盘 （2）现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。 1、圆盘衍射 四、圆盘衍射 1818 年，法国的巴黎科学院为了鼓励对衍射问题的研究，悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳在论文中按照波动说深入研究了光的衍射。 当时的另一位法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按照菲涅耳的理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一定的波长、在适当的距离上，影的中心会出现一个亮斑！泊松认为这是荒谬可笑的，并认为这样就驳倒了光的波动说。 但是，就在竞赛的关键时刻，评委阿拉果在实验中观察到了 这个亮斑（图 ），这样，泊松的计算反而支持了光的波动说。 后人为了纪念这个有意义的事件，把这个亮斑称为泊松亮斑， 也称为阿拉果亮斑。 圆孔衍射 中央亮圆，亮环变疏 圆盘衍射(泊松亮斑） 中央亮点，亮环变疏 薄膜干涉（牛顿环） 中央黑点，亮环 ... ...
