【教學目標】
（1）觀察光的衍射現(xiàn)象，知道什么是光的衍射及產生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
（2）能用衍射知識對生活中的現(xiàn)象進行解釋和分析
（3）初步了解衍射光柵
（4）知道“幾何光學”中所說的光沿直線傳播是一種近似。
重點：觀察光的衍射現(xiàn)象，知道什么是光的衍射及產生明顯衍射現(xiàn)象的條件
難點：衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象條紋的不同點和相同點
【自主預習】
（認真閱讀教材P59-P62相關內容，獨立完成下列問題）
1．(1)一單色光照射到一條狹縫時，當狹縫較寬時，光沿___________傳播，在光屏上形成一條寬度跟狹縫寬度___________的亮區(qū)；當狹縫較窄時，盡管亮區(qū)的___________有所減弱，但___________增大了，這表明光經過較窄的單縫時，并沒有沿___________傳播，而是繞過了單縫的邊緣傳播到了更寬的空間，這就是光的衍射現(xiàn)象，且縫的寬度越窄，在光屏上形成的亮區(qū)的范圍越___________。
（2）明暗條紋產生的位置特點：來自前后兩個面的反射光所經過的路程差不同，在某些位置，這兩列波疊加后相互加強，出現(xiàn)了________，反之則出現(xiàn)暗條紋。
2．光產生明顯衍射的條件是：障礙物或孔或狹縫的尺寸與光的波長______________，或比光的波長___________。
3.衍射光柵是由許多 的狹縫 地排列起來形成的光學元件，由衍射光柵得到的衍射圖樣與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度 ，亮度 。
(1)單縫衍射的條紋比較寬，而且距中央亮條紋較遠的條紋，亮度也較低。因此單縫衍射達不到實用要求。
(2)實驗表明，如果增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度將變窄，亮度將增加。光學儀器中用的衍射光柵就是據(jù)此制成的。
4．光的衍射現(xiàn)象表明，我們平時說的“光沿直線傳播”只是一種________情況。光在________障礙物的________介質中是沿直線傳播的；但是，在障礙物的尺寸可以跟光的波長________，甚至比光的波長________的時候，衍射現(xiàn)象________，這時就不能說光沿直線傳播了。
5. 衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象的比較
【典型例題】
一、光的衍射
【例1】對光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列描述中正確的是( )
A．只有障礙物尺寸小時，光才會發(fā)生衍射現(xiàn)象
B．衍射現(xiàn)象是光波互相疊加的結果
C．光的衍射否定了光的直線傳播的結論
D．光的衍射為光的波動說提供了有力的證據(jù)
【例2】．光的衍射現(xiàn)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(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射
D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射
二、衍射光柵
【例3】在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是( )
A．將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄
B．使單縫寬度變小，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
D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬
【例4】.如圖甲、乙分別是單色光通過同一窄縫后形成的明暗相間的兩種條紋圖樣，則 ( )
甲 乙
A．甲、乙均是干涉條紋
B．甲、乙均是衍射條紋
C．甲對應的光的波長較長
D．乙對應的光的波長較長
三、衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象的比較
【例5】單色光通過雙縫產生干涉現(xiàn)象，同種單色光通過單縫產生衍射現(xiàn)象，在光屏上都是明暗相間的條紋，比較這兩種條紋( )
A．干涉、衍射條紋間距都是均勻的
B．干涉、衍射條紋間距都是不均勻的
C．干涉條紋間距不均勻，衍射條紋間距均勻
D．干涉條紋間距均勻，衍射條紋間距不均勻
四、小孔衍射
【例6】讓燭光照射到一塊遮光板上，板上有一個可自由收縮的三角形孔，當此三角形孔緩慢地由大到小直到閉合，試分析在孔后的屏上將先后出現(xiàn)的現(xiàn)象(遮住側面光)
【課后練習】
1．關于衍射，下列說法中正確的是( )
A．干涉現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光波疊加后產生的結果
B．雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象
C．一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D．影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實
2．點光源照在一個剃須刀片上，在屏上形成了它的影子，其邊緣較為模糊，原因是( )
A．光的反射 B．光強太小
C．光的干涉 D．光的衍射
3．用單色光通過小圓盤與小圓孔做衍射實驗時，在光屏上得到衍射圖樣，它們的特點是
( )
A．用小圓盤時中央是暗的，用小圓孔時中央是亮的
B．用小圓盤時中央是亮的，用小圓孔時中央是暗的
C．中央均為亮點的同心圓條紋
D．中央均為暗點的同心圓條紋
4．抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖2所示，激光束越過細絲時產生的條紋和它通
過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則( )
①這是利用光的干涉現(xiàn)象 ②這是利用光的衍射現(xiàn)象
③如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了 ④如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細
了
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
5．關于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是( )
A．光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理
B．光的干涉條紋是彩色的，衍射條紋是黑白相間的
C．光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點
D．光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結果
6．用單色光做雙縫干涉實驗和單縫衍射實驗，比較屏上的條紋，下列說法中正確的是
( )
A．雙縫干涉條紋是等間距的明暗相間的條紋
B．單縫衍射條紋是中央寬、兩邊窄的明暗相間的條紋
C．雙縫干涉條紋是中央寬、兩邊窄的明暗相間的條紋
D．單縫衍射條紋是等間距的明暗相間的條紋
7．如圖3所示，a、b兩束光以不同的入射角由介質射向空氣，結果折射角相同，下列
說法正確的是( )
A．b在該介質中的折射率比a大
B．若用b做單縫衍射實驗，要比用a做中央亮條紋更寬
C．用a更易觀測到泊松亮斑
D．做雙縫干涉實驗時，用a光比用b光兩相鄰亮條紋中心的距離更大
8. 在一次觀察光的衍射實驗中，觀察到如圖所示的清晰的亮暗相間的圖樣，那么障礙物是下列給出的( )
A．很小的不透明圓板
B．很大的中間有大圓孔的不透明擋板
C．很大的不透明圓板
D．很大的中間有小圓孔的不透明擋板
9．用紅光進行雙縫干涉實驗時(縫極窄)，如果用不透光的紙遮住一個縫，則屏上出現(xiàn)( )
A．一片黑暗
B．一片紅光
C．原干涉條紋形狀不變，但亮度減弱
D．紅、黑相間的條紋
10．對單縫衍射現(xiàn)象，以下說法正確的是 ( )
A．縫的寬度d越小，衍射條紋越亮
B．縫的寬度d越小，衍射現(xiàn)象越明顯
C．縫的寬度d越小，光的傳播路線越接近直線
D．入射光的波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯
11．對于光的衍射的定性分析，下列說法中正確的是（ ）
A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比甚至比光的波長還要小的時候，才能明顯地產生光的衍射現(xiàn)象
B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結果
C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結論
D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性
12．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(xiàn)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．衍射條紋的間距與光的波長有關
13．以下關于光現(xiàn)象的說法中正確的是( )
A．一個面光源發(fā)出的光經較大的障礙物后在屏上的影有本影和半影，這是光發(fā)生衍射的結果
B．把兩支鉛筆捏緊，能過中央的細縫去觀察日光燈，會看到彩色條紋，這是光發(fā)生衍射的結果
C．白光通過單縫衍射時，偏離中央亮紋最遠的是紅光
D．一束平行白光經凸透鏡折射后，在其后的屏上也會看到彩色的亮環(huán)，這是光發(fā)生衍射的結果
例題答案：
1. 【答案】B、D
【解析】一切光都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過有明顯和不明顯之分，A項錯誤；光波衍射形成明暗相間的條紋是疊加形成的，B項正確；光的衍射現(xiàn)象與光的直線傳播并不矛盾，前者是波動性的體現(xiàn)，后者是粒子性的體現(xiàn)，故C項錯誤，D項正確。
2. 解析：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(xiàn)亮點，是衍射現(xiàn)象。光的衍射現(xiàn)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(xiàn)象。
答案：A、C
3. 【答案】A、C、D
【解析】當單縫寬度一定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠，條紋間距也越大；當光的波長一定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；當光的波長一定、單縫寬度也一定時，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會變寬(如圖13－5－1所示)。故選項A、C、D正確。
5. 解析：雙縫干涉現(xiàn)象中，條紋間距相等，條紋亮度相同，而單縫衍射條紋間距不等，條紋亮度也不一樣。
答案：D
6. 見解析
解析
當三角形孔較大時，屏上出現(xiàn)一個三角形光斑，如圖甲所示，隨著三角形緩慢地收縮，光斑逐漸變小；當三角形孔小到一定程度時，屏上會出現(xiàn)倒立的燭焰，如圖乙所示；繼續(xù)使三角形孔緩慢收縮，可以觀察到小孔衍射圖樣；當孔閉合時，屏上就會一片黑暗．
課后練習：
1．AB
2．D
3．C
4．B
5．D
6.AB
7．B
8．D
9．D
10．B
11. ABD
12. 解析：若狹縫與線狀燈平行，衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯，衍射條紋的疏密程度與縫寬有關，狹縫越小，條紋越疏；條紋間距與波長有關，波長越長，間距越大。
答案：A、C、D
13. 解析：選項A是由光的直線傳播產生的；選項B是光的衍射產生的；選項C是因為白光中紅色光的波長最長，亮紋最寬，故偏離中央亮紋最遠；選項D是色散現(xiàn)象。
答案：B、C


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(fā)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
各相鄰條紋間距不等
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(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋

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