1、13.5光的衍射 【學習目標】1了解光的衍射現象及觀察方法2理解光產生衍射的條件3知道幾種不同衍射現象的圖樣知識回顧：1. 為什么我們朝著一個方向說話在其他方向也能聽見聲音？答：因為聲波在傳播過程中發生了衍射2. 為什么我們用手電筒朝著一個方向照射，在它的周圍也會感覺很亮？答：因為光發生了衍射3. 什么能夠發色個衍射？答：波知識點一、光的衍射三種衍射現象和圖樣特征：(1) 單縫衍射： 單縫衍射現象：如圖所示，點光源發出的光經過單縫后照射到光屏上，若縫較寬，則光沿著直線傳播，傳播到光屏上的區域；若縫足夠窄，則光的傳播不再沿直線傳播，而是傳到幾何陰影區，在區還出現亮暗相間的條紋，即發生衍射現象 要

2、點詮釋：衍射是波特有的一種現象，只是有的明顯，有的不明顯而已 圖樣特征單縫衍射條紋分布是不均勻的，中央亮條紋與鄰邊的亮條紋相比有明顯的不同：用單色光照射單縫時，光屏上出現亮、暗相間的衍射條紋，中央條紋寬度大，亮度也大，如圖所示，與干涉條紋有區別用白光照射單縫時，中間是白色亮條紋，兩邊是彩色條紋，其中最靠近中央的色光是紫光，最遠離中央的是紅光(2)圓孔衍射：圓孔衍射的現象如圖甲所示，當擋板上的圓孔較大時，光屏上出現圖乙中所示的情形，無衍射現象發生；當擋板上的圓孔很小時，光屏上出現圖丙中所示的衍射圖樣，出現亮、暗相間的圓環圖樣特征 衍射圖樣中，中央亮圓的亮度大，外面是亮、暗相間的圓環，但外圍亮環的

3、亮度小，用不同的光照射時所得圖樣也有所不同，如果用單色光照射時，中央為亮圓，外面是亮度越來越暗的亮環如果用白光照射時，中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環 (3)圓板衍射在1818年，法國物理學家菲涅耳提出波動理論時，著名的數學家泊松根據菲涅耳的波動理論推算出圓板后面的中央應出現一個亮斑，這看起來是一個荒謬的結論，于是在同年，泊松在巴黎科學院宣稱他推翻了菲涅耳的波動理論，并把這一結果當作菲涅耳的謬誤提了出來但有人做了相應的實驗，發現在圓板陰影的中央確實出現了一個亮斑，這充分證明了菲涅耳理論的正確性，后人把這個亮斑就叫泊松亮斑 小圓板衍射圖樣的中央有個亮斑泊松亮斑，圖樣中的亮環或暗環間的距離隨著半徑的

4、增大而減小衍射光柵： (1)構成：由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學儀器(2)特點：它產生的條紋分辨程度高，便于測量(3)種類：衍射現象與干涉現象的比較種類項目單縫衍射雙縫干涉不同點產生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋三種衍射圖樣的比較：如圖所示是光經狹縫、小孔、小圓屏產生的衍射圖樣的照片由圖可見： (1)光經不同形狀的障礙物產生的衍射圖樣的形狀是不同的 (

5、2)衍射條紋的間距不等 (3)仔細比較乙圖和丙圖可以發現小孔衍射圖樣和小圓屏衍射圖樣的區別：小圓屏衍射圖樣的中央有個亮斑著名的“泊松亮斑”；小圓屏衍射圖樣中亮環或暗環間距隨著半徑的增大而減小，而圓孔衍射圖樣中亮環或暗環間距隨半徑增大而增大；乙圖背景是黑暗的，丙圖背景是明亮的例題1.關于光的衍射現象，下面說法正確的是( ) A紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 B白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 C光照到不透明小圓盤上出現泊松亮斑，說明發生了衍射 D光照到較大圓孔上出現大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射現象【思路點撥】根據光波發生明顯衍射的條件進行判斷。 【答案】A、C【解析】該題

6、考查衍射圖樣和對衍射現象的理解單色光照到狹縫上產生的衍射圖樣是亮暗相間的直條紋，白光的衍射圖樣是彩色條紋光照到不透明圓盤上，在其陰影處出現光點，是衍射現象光的衍射現象只有明顯與不明顯之分。D項中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認為不存在衍射現象 【總結升華】本題考查了光發生明顯衍射的條件同時強調了衍射是光的一種本性，它的存在不取決于我們是否能看見課堂練習一：在觀察光的衍射現象的實驗中，通過緊靠眼睛的卡尺測量爪形成的狹縫，觀看遠處的日光燈管或線狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫），可以看到（ ） A黑白相間的直條紋 B黑白相間的弧形條紋C彩色的直條紋 D彩色的弧形條紋【答案】C課

7、堂練習二：如圖所示，四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣分析各圖樣的特點可以得出的正確結論是( ) A是光的干涉圖樣 B是光的干涉圖樣 C形成圖樣的光的波長比形成圖樣光的波長短 D形成圖樣的光的波長比形成圖樣光的波長短 【答案】A【解析】干涉條紋是等距離的條紋，因此，圖是干涉圖樣，圖是衍射圖樣，故A項正確，B項錯誤；由公式可知，條紋寬的入射光的波長長，所以圖樣的光的波長比圖樣的光的波長長，故C項錯誤，圖樣的光的波長比圖樣的光的波長長。故D項錯誤 【總結升華】雙縫是干涉條紋，間距相等；單縫是衍射條紋，間距不等，中央亮條紋最亮，兩側為間距不等的明暗相間的條紋課堂練習三：下圖所示的4種明

8、暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣（灰黑色部分表示亮紋）。則在下面的四個圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（ ） A紅黃藍紫B紅紫藍黃C藍紫紅黃D藍黃紅紫【答案】B【解析】題圖中第1、3為干涉圖樣，第2、4為衍射圖樣。1的波長較長，為紅光，3為藍光。2的波長短，為紫光，4為黃光。所以顏色順序依次是紅紫藍黃。 課堂練習四：某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現象后，總結出以下幾點，你認為正確的是( ) A若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行 B若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直 C衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關 D衍射條紋