第05讲 光的衍射（解析版）-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

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第05 讲 光的衍射
课程标准 课标解读
1．观察光的衍射现象，认识衍射条纹的
特点．
2．知道产生明显衍射现象的条件．
1．了解光的衍射现象，知道什么是光的衍射及产生明
显衍射现象的条件；初步了解衍射光栅．
2．了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、
缝宽的定性关系．
3．了解如何通过实验观察光的衍射现象并可以区分几
种不同的衍射图样．
4．能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释．
知识点 01 光的衍射
1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域
出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象．
2．衍射图象：衍射时产生的明暗条纹或光环．
3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最
亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．
4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环．
5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象．在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中
心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．
6．衍射光栅
(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
(2)衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．
【即学即练 1】(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有
十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下(　　)
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有频率较小的一部分光才能到达地面
【解析】 据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据 λ＝c/f
知，到达地面的光是频率较小的部分。
【答案】 BD
知识点 02 各种衍射图样
1．单缝衍射图样
(1)中央条纹最亮、越向两边越暗，条纹间距不等．越靠外，条纹间距越小．
(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低．
(3)中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．入射光波长越大，单缝越窄，中央
亮条纹的宽度及条纹间距就越大．
(4)用白光做单缝衍射时，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．
2．圆孔衍射图样
(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，
宽度越小．
(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．
(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．
(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．
(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到
几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑
暗．
3．不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)
(1)中央是亮斑．
(2)泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小，而且背景是明亮的．
【即学即练 2】关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是(　　)
A．甲图是光的干涉图样
B．乙图是光的衍射图样
C．丙图是利用光的折射原理
D．丁图是光导纤维利用光的全反射原理，其内芯折射率小于外套的折射率
【解析】 甲图是光的衍射图样，乙图是光的干涉图样，故A、B错误；
丙图是光的折射原理，C正确；
丁图中光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，D错误。
【答案】 C
知识点 03 单缝衍射与双缝干涉
1. 单缝衍射与双缝干涉的比较
!单缝衍射 双缝干涉
不
同
点
产生条件只要狭缝足够窄，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加
条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等
条纹间距各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
亮度 中央条纹最亮，两边最暗条纹清晰，亮度基本相等
相同点
成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果
意义都是波特有的现象，表明光是一种波
2.对单缝衍射和双缝干涉的三点提醒
(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列．
(2)光波的波长变大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大．
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为是各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加．
【即学即练 3】(多选)如图甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正
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