（人教版）高中选修3-4物理 13.5《光的衍射》精品教案（含答案）

（人教版）高中选修3-4物理 13.5《光的衍射》精品教案（含答案）内容摘要：

3、成的光学元件叫衍射光栅。 (2)原理:增加 狭缝的个数,衍射条纹的 宽度将变窄, 亮度将增加。 (3)分类:衍射光栅通常分为 透射光栅和 反射光栅两种。 答:光的衍射与直线传播是在不同条件下的表现,都是正确的。 答:波动说。 果增加狭缝的个数有什么现象?解答:衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。 主题 1:光的衍射与直线传播的关系情景:与机械波一样,光在同种均匀介质中沿直线匀速传播,参照教材内容回答下列问题。 问题:(1)光的衍射现象说明光在传播过程中偏离了直线传播的路径,这与光的直线传播矛盾吗?(2)光在什么情况下沿直线传播,什么情况下不沿直线传播?解答:(1)光的直线传播与衍射并不矛盾,关键是光在什么样的 5、射的特点吗?如果能,请总结出来。 (2)单缝衍射条纹与双缝干涉条纹有哪些异同点?解答:(1)单缝衍射条纹的特征是 中央亮条纹的宽度比两侧的亮条纹宽; 中央亮条纹的亮度比两侧亮条纹的亮度亮; 入射光波长一定时,单缝越窄,中央亮条纹越宽。 (2)不同点:双缝干涉条纹中央亮条纹与两侧的亮条纹等宽度、等亮度;单缝衍射条纹中央亮条纹最宽、最亮,而中央亮条纹两侧的亮条纹宽度变窄,亮度变小。 相同点:入射光为单色光时,无论是双缝干涉条纹还是单缝衍射条纹,亮条纹的颜色与入射光的颜色相同,暗条纹都是黑色。 知识链接:衍射条纹的宽度不等,中央亮条纹最宽;中央亮条纹最亮,两侧亮条纹的亮度依次减弱。 主题 3:泊松亮斑问题:( 8、须让孔或障碍物的尺寸足够小,能与光的波长接近或比光的波长更小,由于光的波长极短,所以要求孔或缝的尺寸非常小。 光的波长越长,相当于缝越窄,而频率越高,波长越短,相当于缝越宽。 故A、C 正确。 【答案】评】缝越窄,衍射现象越明显,但条纹的亮度也减小。 3.(考查衍射条纹的特征)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的条纹,下列三幅图片中可能属于光的单缝衍射图样的是( )。 D.a、b、c 都是【解析】由于 能是双缝干涉条纹,也可能是光栅的衍射条纹,但不是单缝衍射条纹。 图 往两边越窄,符合单缝衍射图样特点。 图 答案】B【点评】单缝衍射中央条纹较两侧宽。 4.(考查产生干涉、明显衍射的条件的对比)以下说 10、象。 请解释屏上亮条纹形成的原因。 【分析】单缝宽度逐渐变小的过程中会依次看到亮斑、光源倒立的像、明暗条纹。 亮斑和光源倒立的像都是光沿直线传播的结果,而明暗条纹是光的衍射现象。 【解析】 在缝较宽时,屏上出现的亮斑是缝的形状,阴影区和亮区边界清晰,这是光沿直线传播的结果,如图甲所示。 在缝窄到一定程度时,会出现光源倒立的像,这便是小孔成像,是光沿直线传播的结果。 小孔成的像是倒立的实像,如图乙所示。 在缝较窄时,光发生了衍射现象,其边缘偏离了光直线传播的边界,如图丙所示。 在缝很窄时,光发生了明显衍射现象,明亮区域比缝宽大很多,如图丁所示。 使缝进一步变窄时,光的衍射现象更加明显,中央亮条纹更宽,且中 11、央亮条纹两侧出现了明暗相间的衍射条纹,如图戊所示。 【答案】见解析【点拨】这五幅图依次向我们展示了光由直线传播到衍射、再到明显衍射的全过程。 在根据这五幅图分析形成的原因时,要明确光的直线传播与衍射的关系,紧扣发生明显衍射的条件,抓住单缝衍射条纹的特征。 拓展二:光的干涉与衍射的综合应用最新海量高中、薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。 现将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到( )。 存在一片红光【分析】干涉与衍射常常是紧密联系在一起的。 例如,双缝干涉现象中,前面单缝的光能到达双缝这是衍射;衍射现象中有明暗条纹产生也是叠加的结果。 【解析】本题一开始告诉我们产生了干涉现象,说 13、一方面是我们的眼睛对红色比较敏感,其敏感度超过蓝色或绿色;另一方面主要是在可见光中红色光的波长最长,容易透射空气中的水雾和烟尘,即波动性较强,靠衍射现象绕过水雾和烟尘。 而其他的光波波长较短,容易受到空气中浮动的粒子扰乱,因此红光比其他各种颜色的光更容易透过空气传到远方。 我们知道,太阳发出的光包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,而在早晨日出时,我们看到红红的太阳,主要是因为七种色光中,红光的波长最长,容易透射大气层,而其他的各种色光由于波长较短,均被不同程度地散射掉,这就是之所以我们所看到的太阳是红色的,而天空是蓝色的。 这种能从远方看见停止信号的情形,对交通来说极为重要,因为驾驶员为了使车能安全地停止,在很远的地方就可以开始刹车。 二、列说法正确的是( )。 析】光的衍射图样是复杂的光波的叠加现象,双缝干涉中光通过三个狭缝时均发生衍射现象,一般现象中既有干涉又有衍射。 一切波都能发生衍射,但要发生明显的衍射,需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。 【答案】别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样。