《2020-2021學年高二物理教科版選修3-4教學課件：第五章-3.光的衍射與偏振-(27張)-.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020-2021學年高二物理教科版選修3-4教學課件：第五章-3.光的衍射與偏振-(27張)-.ppt（27頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、 光光的的干干涉涉現(xiàn)現(xiàn)象象反反映映了了光光的的波波動動性性，而而波波動動性性的的另另一一特特征征是是波波的的衍衍射射現(xiàn)現(xiàn)象象，比比如如：水水波波能能夠夠繞繞過過障障礙礙物物繼繼續(xù)續(xù)向向前前傳傳播播，“聞聞其其聲聲而而不不見見其其人人”說明聲波也能發(fā)生衍射。說明聲波也能發(fā)生衍射。光光是是否否具具有有衍衍射射現(xiàn)現(xiàn)象象呢呢？如如果果有有衍衍射射現(xiàn)現(xiàn)象象，為為什什么么在在日日常常生生活活中中我我們們沒沒有有觀觀察察到到光光的的衍衍射射現(xiàn)象呢？現(xiàn)象呢？一一切切波波都都能能發(fā)發(fā)生生衍衍射射，通通過過衍衍射射把把能能量量傳傳到到陰陰影影區(qū)區(qū)域域，能能夠夠發(fā)發(fā)生生明明顯顯衍衍射射的的條條件是障礙物或孔的尺寸跟

2、波長差不多件是障礙物或孔的尺寸跟波長差不多問問 題題：那那么么如如果果我我們們把把障障礙礙物物（孔孔或或者者縫縫）尺尺寸寸做做到到和和光光的的波波長長差差不不多多，能能否否觀觀察察到到光光的的 衍射現(xiàn)象呢？衍射現(xiàn)象呢？可可見見光光的的波波長長400400760760nm，因因此此障障礙礙物物做做到到10-4m以以內(nèi)內(nèi)，就就是是零零點點幾幾毫毫米米，才才能能觀觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。察到明顯的衍射現(xiàn)象。用什么光做實驗效果最用什么光做實驗效果最好，縫做到多寬才到才好，縫做到多寬才到才合適呢？合適呢？實驗現(xiàn)象：光繞到單縫背后，說明光能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象：光繞到單縫背后，說明光能夠 發(fā)生衍射。發(fā)生衍射。實實 驗

3、驗1：探究光的衍射：探究光的衍射 請同學們利用課桌上的器材，觀察光請同學們利用課桌上的器材，觀察光通過單縫時的衍射現(xiàn)象。通過單縫時的衍射現(xiàn)象。光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。光的衍射光的衍射1、明顯衍射的條件、明顯衍射的條件 障礙物或狹縫的障礙物或狹縫的尺寸比波長小或者尺寸比波長小或者跟波長相差不多跟波長相差不多 2、物理意義、物理意義 光的衍射現(xiàn)象進一光的衍射現(xiàn)象進一步證明光是一種波步證明光是一種波。單縫衍射條紋的特征單縫衍射條紋的特征1 1、中央亮紋寬而亮、中央亮紋寬而亮2 2、兩側(cè)條紋具有對稱性，亮紋較窄、較

4、暗、兩側(cè)條紋具有對稱性，亮紋較窄、較暗光的衍射光的衍射 取取一一個個不不透透光光的的屏屏，在在它它的的中中間間裝裝上上一一個個寬寬度度可可以以調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)的的狹狹縫縫，用用平平行行的的單單色色光光照照射射，在在縫縫后后適適當當距距離離處處放一個像屏放一個像屏 平平行行光光束束調(diào)節(jié)狹調(diào)節(jié)狹縫寬窄縫寬窄像像屏屏 線光源衍射線光源衍射 明暗相間明暗相間的條紋？的條紋？單縫衍射與雙縫干涉條紋單縫衍射與雙縫干涉條紋的的區(qū)別區(qū)別各各明明紋紋或或暗暗紋紋寬寬度度、亮度亮度基本相等基本相等.中中央央條條紋紋最最寬寬最最亮亮,兩兩側(cè)側(cè)條條紋紋寬寬度度、亮亮度逐漸減小度逐漸減小干涉條紋干涉條紋衍射條紋衍射條紋原原 因

5、因:來自單縫上不同位置的光來自單縫上不同位置的光，在屏上疊加的結(jié)果在屏上疊加的結(jié)果.實實 驗驗2：觀察觀察光的衍射光的衍射圖樣，圖樣，探尋探尋衍射規(guī)律衍射規(guī)律實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 1、縫越窄，條紋越寬；、縫越窄，條紋越寬；2、縫離光屏越遠條紋越寬、縫離光屏越遠條紋越寬 課桌上有兩個單縫，讓激光分別通過課桌上有兩個單縫，讓激光分別通過兩個單縫，并改變一些條件，觀察衍射圖兩個單縫，并改變一些條件，觀察衍射圖樣的變化。樣的變化。改變光的改變光的顏色？顏色？不同縫寬的單縫衍射不同縫寬的單縫衍射不同色光的單縫衍射不同色光的單縫衍射1 1、波波長長一一定定時時，單單縫縫窄窄的的中中央央條條紋紋寬寬，各各條條紋

6、紋間距大間距大2 2、單單縫縫不不變變時時，光光波波波波長長大大的的（紅紅光光）中中央央亮紋越寬，條紋間隔越大亮紋越寬，條紋間隔越大4 4、白白熾熾燈燈的的單單縫縫衍衍射射條條紋紋為為中中央央亮亮條條紋紋為為白白色色，兩兩側(cè)側(cè)為為彩彩色色條條紋紋，且且外外側(cè)側(cè)呈呈紅紅色色，內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)為為紫紫色色單縫衍射規(guī)律單縫衍射規(guī)律3 3、其他條件不變，縫離光屏越遠，條紋越寬、其他條件不變，縫離光屏越遠，條紋越寬 不不只只是是狹狹縫縫，各各種種形形狀狀的的孔孔或或者者障障礙礙物物，只只要要尺尺寸寸足足夠夠小小都都能能使使光光發(fā)發(fā)生生衍衍射射，產(chǎn)產(chǎn)生生不不同同形狀的衍射圖樣。形狀的衍射圖樣。紅光的圓孔紅光的圓孔

7、衍射衍射白光的方孔白光的方孔衍射衍射綠光的十字綠光的十字絲衍射絲衍射A AB BS S1 1、孔孔較較大大時時屏屏上出現(xiàn)清晰的光斑上出現(xiàn)清晰的光斑圓孔衍射圓孔衍射圓孔衍射圓孔衍射ABS2、孔較小時孔較小時屏上出現(xiàn)衍射花樣（屏上出現(xiàn)衍射花樣（亮暗相亮暗相間的不等間距的圓環(huán)間的不等間距的圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍遠遠，這些圓環(huán)的范圍遠遠超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）原原 因因:來自圓孔上不同位置的光來自圓孔上不同位置的光，在屏上疊加的結(jié)果在屏上疊加的結(jié)果.光遇到不透明的光遇到不透明的障礙物會出現(xiàn)什障礙物會出現(xiàn)什么情況呢？么情況呢？光是否可以繞過障礙物呢，跑到影子里面

8、去呢？光是否可以繞過障礙物呢，跑到影子里面去呢？科學小故事：菲涅爾、阿拉果與泊松之爭科學小故事：菲涅爾、阿拉果與泊松之爭泊松亮斑泊松亮斑：在光束中放一個不透明圓盤（圓板衍射：在光束中放一個不透明圓盤（圓板衍射），在在 不透明圓盤的陰影不透明圓盤的陰影中心中心出現(xiàn)了一個亮斑出現(xiàn)了一個亮斑圓圓盤盤衍射衍射泊松亮斑泊松亮斑圓圓盤盤衍射圖樣衍射圖樣為什么中心還為什么中心還有一個亮斑？有一個亮斑？小圓盤和小圓孔衍射圖樣對比小圓盤和小圓孔衍射圖樣對比圓孔衍射圓孔衍射：明暗相間且不：明暗相間且不等距的同心圓環(huán)（中央等距的同心圓環(huán)（中央亮斑）亮斑）圓盤衍射圓盤衍射：明暗相間的不：明暗相間的不等距的同心圓環(huán)，中

9、心等距的同心圓環(huán)，中心有有一個亮斑（泊松亮斑）一個亮斑（泊松亮斑）光的衍射光的衍射1 1 衍射圖樣：衍射圖樣：明暗相間且不等距條紋明暗相間且不等距條紋（中央亮紋）（中央亮紋）2 2 單縫衍射規(guī)律單縫衍射規(guī)律3 3 衍射條件：衍射條件：縫的尺寸接近波長或比波長還要小縫的尺寸接近波長或比波長還要小 一、單縫衍射一、單縫衍射二、圓孔衍射二、圓孔衍射衍射圖樣：衍射圖樣：明暗相間且不等距的明暗相間且不等距的同心圓環(huán)（中央亮斑）同心圓環(huán)（中央亮斑）衍射條件：衍射條件：孔的尺寸接近波長或孔的尺寸接近波長或 比波長還要小比波長還要小 光的衍射一、單縫衍射二、圓孔衍射三、圓屏衍射衍射圖樣：明暗相間的不等距的同心

10、圓環(huán)，中心衍射圖樣：明暗相間的不等距的同心圓環(huán)，中心 有一個亮斑（泊松亮斑）有一個亮斑（泊松亮斑）衍射條件：屏的尺寸接近波長或比波長還要小衍射條件：屏的尺寸接近波長或比波長還要小1 1、光的衍射現(xiàn)象能否說明光、光的衍射現(xiàn)象能否說明光沿直線傳播不正確？沿直線傳播不正確？2 2、讓一束光通過一個孔，隨、讓一束光通過一個孔，隨著孔的直徑著孔的直徑 不斷減小，所觀不斷減小，所觀察到的圖樣是怎樣變化的？察到的圖樣是怎樣變化的？想一想 ：小小 結(jié)結(jié) 1、光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中，直線傳播、光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中，直線傳播 2 、在孔或障礙物的尺寸比波長差不多或還、在孔或障礙物的尺寸比波長差不多或還

11、小，光就發(fā)生衍射。小，光就發(fā)生衍射。3、光的衍射并沒有否定光的直線傳播，而是光的衍射并沒有否定光的直線傳播，而是 指出了它的適用范圍和它的局限性。指出了它的適用范圍和它的局限性。4、縫、孔或障礙物的尺寸可以跟光的波長相、縫、孔或障礙物的尺寸可以跟光的波長相 比，甚至比波長還小時，衍射現(xiàn)象明顯。比，甚至比波長還小時，衍射現(xiàn)象明顯。1、下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是、下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是A.雨后天空出現(xiàn)的絢麗的彩虹雨后天空出現(xiàn)的絢麗的彩虹B.陽光下肥皂膜上的彩色條紋陽光下肥皂膜上的彩色條紋C.太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D.眼睛透過紗巾看到的燈光的條紋眼睛透過紗巾看到

12、的燈光的條紋E.眼睛瞇成一條線看到的發(fā)光的電燈周圍有彩色花紋眼睛瞇成一條線看到的發(fā)光的電燈周圍有彩色花紋F荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮DE2在單縫衍射實驗中，下列說法正確的是在單縫衍射實驗中，下列說法正確的是 ()A將入射光由黃光換成綠光，衍射條紋間距變窄將入射光由黃光換成綠光，衍射條紋間距變窄B使單縫寬度變窄，衍射條紋間距變窄使單縫寬度變窄，衍射條紋間距變窄C換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬E條紋間距與單縫到屏的距離無關(guān)條紋間距與單縫到屏的距離無關(guān)ACD3、如圖甲、乙所示，是單色光通過窄縫后形成明暗相間的兩如圖甲、乙所示，是單色光通過窄縫后形成明暗相間的兩種條紋圖樣，種條紋圖樣，_為單縫衍射的圖樣，為單縫衍射的圖樣，_為雙縫干為雙縫干涉的圖樣涉的圖樣甲甲乙乙