光的衍射 课程目标引航 1．观察光的衍射现象，知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析。 2．初步了解衍射光栅。 情景思考导入 著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一个不透光的小圆盘放在一束光下，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴影中心会出现一个亮斑。后人称此亮斑为“泊松亮斑”。泊松指望这一推论能推翻光的波动学说，因此他要求菲涅耳做实验。菲涅耳接受挑战，你知道菲涅耳成功了吗？这一实验的成功说明了什么问题？ 由于衍射，圆板的阴影的中心出现了亮斑 提示：他完成了实验，证实了这一亮斑的存在。这一实验说明了光发生了衍射，照到了泊松认为不该照到的地方。证实了光的波动理论的正确性。 基础知识梳理 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，中央为白色条纹。 思考：你知道衍射图样与干涉图样的区别吗？ (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。 思考：用单色光照射小孔，随着圆孔的逐渐减小，屏上先后有何变化？ 3．产生明显衍射现象的条件 在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长____，甚至比光的波长还要____的时候，就会出现明显的衍射现象。 4．光的衍射现象和光的直线传播的关系 光的直线传播只是一种特殊情况，当光的波长比_____或____小得多时，光可以看成沿直线传播；在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显。 5．衍射光栅 由许多等宽的狭缝_____地排列起来形成的光学元件。狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越____，亮度越____。 重点难点突破 一、光的直线传播是一种特殊情况 光的直线传播是一种特殊情况，具体从以下两个方面去理解： 1．多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑。如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多或更小时，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环。 2．光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显。光的传播可近似地看做是沿直线传播。所以，光的直线传播只是特殊情况。 特别警示 衍射是波特有的一种现象，光是一种波，就会发生衍射，只是有的明显，有的不明显而已。 二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较 特别警示 干涉现象和衍射现象都是由于光波的叠加而产生的。对于衍射现象来说，小孔处的光源可以看成无数个子波源，它们在空间也会叠加，振动加强的点产生明条纹，振动减弱的点产生暗条纹。 干涉现象中每一个小孔(缝)也能发生衍射，衍射现象中各子光源也能发生干涉，即“干中有衍，衍中有干”。我们称双缝为干涉，单缝或多缝为衍射。 三、对单缝衍射图样的理解 1．单缝衍射图样：单色光的单缝衍射图样是相互平行的明暗条纹，但各条纹的宽度和亮度不同，中央亮条纹最亮最宽，从中央亮条纹向外，亮条纹的亮度和宽度迅速减小。 2．用单色光照射狭缝，在狭缝较宽时，屏上出现一条亮条纹，且缝越窄，亮条纹也越窄，因为此时狭缝宽度比波长大很多，光是沿直线传播的；当狭缝很窄时，屏中央出现一条比狭缝宽度大很多的亮条纹，两侧出现明 ... ...
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