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课件网) 第五章 光的干涉、衍射和偏振 第3节 光的衍射 思考：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？光是否也能发生衍射呢？ 波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波能绕到障碍物阴影里去继续传播，这属于波的衍射现象。 1.知道光的衍射现象和产生明显衍射的条件。 2.通过实验观察单缝衍射现象，并可以区分几种不同的衍射图样。 3.了解衍射对分辨本领的影响。 4.能解释衍射图样的形成并初步了解衍射光栅。 现象：①用点光源照射直径较大的圆孔时，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑，这是光沿直线传播的结果。 ②用点光源照射直径足够小的圆孔时，在屏上会出现一些明暗相间的圆环 01 衍射现象 1.光的衍射：光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射。 产生衍射现象时，来自小孔不同位置的光在屏上相遇叠加，有的相互加强，有的相互减弱，形成明暗相间的衍射图样。 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，在缝后适当距离处放一个像屏，用平行的单色光照射。 2.单缝衍射 当缝比较宽时，光沿着直线通过狭缝，在屏上产生一条与缝宽相当的亮条纹。 当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了障碍物后面的相当宽的地方，这就是光的衍射。 3.发生明显衍射的条件 障碍物或孔的尺寸与光的波长相差不大,甚至比光的波长还小。 （1）单缝衍射产生的图样 红光 单缝宽 0.4 mm 红光 单缝宽 0.8 mm 狭缝较窄的地方，衍射后在屏上产生的中央亮条纹较宽。 ②如果用白光做上述实验，得到的条纹是彩色的 ①红光的衍射条纹 白光的单缝衍射条纹 （2）单缝衍射条纹的特点 ①一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最亮,离中央条纹越远,亮条纹的宽度越窄,亮度越小。 ②缝变窄,通过的光变少,而光分布的范围更宽,所以亮条纹的亮度降低。 ③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。入射光波长越长,单缝越窄,中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大。 ④用白光做单缝衍射时,中央亮条纹是白色的,两边是彩色条纹,中央亮条纹仍然最宽最亮。 （3）干涉条纹与衍射条纹的区别 双缝干涉 单缝衍射 ①条纹宽度 单缝衍射：条纹宽度不等，中央条纹最宽。 双缝干涉：条纹宽度相等。 ②条纹间距 单缝衍射:各相邻条纹间距不等； 双缝干涉:各相邻条纹等间距。 ③条纹亮度 单缝衍射:中央条纹最亮，越向两侧条纹越暗; 双缝干涉:各条纹亮度基本相同。 双缝干涉 单缝衍射 资料 3.圆盘衍射(泊松亮斑) (1)现象：用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出现一个亮斑。 (2)衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别。 泊松亮斑 红色激光的圆孔衍射图样 光通过足够小的孔时，会因衍射而明显地偏离直线传播方向，并产生衍射图样。这一现象对显微镜、望远镜等精密光学仪器的设计产生了直接影响。 由两个相邻的点光源S1和S2，发出的光，通过小孔后分别在屏上形成两个像I1和I2，这两个像实际上是光源S1和S2的衍射图样。如果换用更小的圆孔，保持S1和S2之间的距离和其他条件都不变，则会发现衍射现象更加明显而使屏上两个衍射图样变得更大。 02 衍射对分辨本领的影响 当圆孔足够小时，屏上的两个衍射图样会出现部分重叠，使两个光源在屏上所成的像变得难以分辨。当一个圆斑像的中心刚好落在另一个圆斑像的边缘上时，我们称这两个像刚好能被分辨。 光学仪器上的透镜相当于一个圆孔。一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能把彼此靠近的物体的像分离开来的能力。透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低。 显微镜、望远镜的分辨本领与衍射有关。 0 ... ...
