高中物理第十三章光5光的衍射名师导航学案新人教版选修3_4

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1、5光的衍射名师导航知识梳理1.单缝衍射：单色平行光照射一条狭缝，当狭缝较宽时，光沿__________传播，在光屏上产生一条宽度跟单缝的亮区，但当缝宽很小时，尽管亮区的__________有所减小，但是__________反而增大了，这表明光经过单狭缝时，并没沿直线传播，它绕过了缝的边缘传播到了相当宽的地方，这就是光的衍射现象，而且狭缝越窄，衍射在光屏上产生的中央亮条纹越__________.2.圆孔衍射：用点光源照射某一挡板上的圆孔，当圆孔直径较大时，在光屏上得到一个圆形亮斑，其直径大小与按光的__________作

2、图得到的直径相同.但是，当圆孔缩小到足够小时，在光屏上出现明暗相间的圆环，光在屏上所能达到的区域远远__________光按直线传播时所应照亮的区域，这也就是光的衍射现象.3.光发生明显衍射的条件：障碍物、小孔和狭缝的尺寸可以与光的波长__________，或者比光的波长__________时，光才能产生明显的衍射现象，即光不再沿直线传播.通常情况下，光的波长很小（只有十分之几微米），而一般障碍物的尺寸__________光的波长，故观察不到明显的衍射现象，可以近似认为光是沿直线传播的.知识导学本节内容主要包含了三个知

3、识点，即单缝衍射、圆孔衍射和发生明显衍射的条件，在对本节内容进行学习时，明确衍射现象的产生条件.同时，我们应该知道衍射是光的一种本性，衍射和干涉是波所具有的特性.我们要认识光的干涉和光的衍射的区别，加深对所学知识的理解.疑难突破1.理解单缝衍射图样剖析：（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，亮纹的亮度和宽度迅速减小.（下面是对单缝衍射和双缝干涉图样的比较）说明：①缝变窄，通过的光能变少，而光能分布的范围变宽，所以亮纹的亮度降低.②中

4、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离就越大.③用白色光做单缝衍射时，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，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光.图13-5-1（2）用单色光照射狭缝，在狭缝较宽时，屏上出现一段亮条纹，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，两侧出现明暗相间，但间距和亮度不等的条纹；当狭缝更窄时，中央亮条纹更宽，两侧的

5、亮条纹离中央亮条纹更远，产生了明显的衍射现象.2.光的干涉和光的衍射的比较剖析：(1)双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹可认为是极多且复杂的相干光的叠加.(2)单缝衍射时，照射光的波长越长，中央亮纹越宽，衍射和干涉都能使白光分色，且中央白光的边缘均呈红色.(3)干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹.只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度基本相同，衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央亮纹最宽、最亮.典题精讲【例1】某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察

6、光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是（)A.若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关思路解析：若狭缝与线状灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，故A项对.若狭缝与线状灯垂直，衍射现象不明显，故B项错.狭缝越窄，条纹越疏，故C项对.波长越长，条纹间距越大，故D项对.答案：ACD绿色通道：衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大.变式训练：如图13-5-2所示是通

7、过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片，这四张照片表明了光通过单狭缝后形成的_____________图样，从照片（1）和（4）的图样分析可知，游标卡尺两测脚间的宽度是由_____________变_____________的，照片（4）中间条纹的颜色就是_____________色.图13-5-2答案：衍射宽窄白【例2】下列说法中正确的是（)A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光的频率越大，波长越长C.光的波长越长，光子的能量越大D.光在真空中的传播速度为3.00×108m/s思路解析：干涉

8、和衍射现象是波特有的现象.光既然也会发生干涉和衍射，则可推断光具有波动性，故A正确.光波的波长λ决定于频率f和波速v，即λ=,故B错.光子的能量决定于频率，并不取决于波长，故C错.由实验可知光在真空中的传播速度为3.00×108m/s,故选项A、D正确.答案：AD绿色通道：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区别