人教版高中物理选修3-4-13.5-光的衍射现象
【人教版】物理选修(3-4)：13-5《光的衍射》ppt课件
答案：AC
1．光照射到不透明的物体上一定能发生衍射吗？ 提示：是的。只是有的衍射不明显，我们不易观察到。 2．单色光的单缝衍射条纹与白光有何不同？ 提示：单色光的衍射条纹是明暗相间的，白光的衍射条纹 是彩色条纹。
例2 单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到 的图样是( )
解析：单色光源经狭缝发生衍射，衍射图样中间是亮而宽 的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，只有A符合这些特点。
易错警示培优
关于光的衍射理解的三个误区 [示例] 关于光的衍射现象，下面说法正确的有( )
A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发 生光的衍射现象 B．当光的波长大于障碍物的尺寸时，完全不产生衍射现 象 C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮 D．发生小孔衍射时，若稍微增大小孔直径，条纹变亮
3．单缝衍射与双缝干涉的比较
4.衍射光栅 (1)衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形 成的光学仪器。 (2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变 窄，亮度增加。 (3)衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅。
1．单色光的单缝衍射图样和双缝干涉图样的条纹都是等间 距的吗？ 提示：单缝衍射条纹不等间距，而双缝干涉条纹是等间距 的。 2．白光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么共同特点？ 提示：中央条纹均为白光，两侧条纹为彩色。
例1
关于光的衍射现象，下面说法正确的是(
)
A．红光的单缝衍射图样是红黑相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是黑白相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍 射 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传 播，不存在光的衍射现象
解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直 条纹，白光的衍射图样是彩色条纹。光照到不透明圆盘上，在 其阴影处出现光点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不 明显之分，D项中大光斑的边缘模糊，正是衍射造成的，不能 认为不存在衍射现象。A、C正确，B、D错误。
【最新人教版】【人教版】(高考)高中物理(选修3-4)：13.5《光的衍射》精品教案(含答案)
课时13.5光的衍射1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。
2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。
3.初步了解衍射光栅。
重点难点:衍射实验现象的观察以及产生明显衍射现象的条件和衍射条纹与干涉条纹的区别。
教学建议:光的衍射进一步证明了光具有波动性。
教学中,要让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因,而后再观察衍射实验,来说明衍射现象以及发生衍射现象的条件。
教学过程中,可以通过复习机械波衍射的知识,来加深对光的衍射的理解。
还可以借助多媒体技术把衍射现象展示给学生,引发学生的兴趣和思考。
导入新课:蜡烛照到可调节孔大小的挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成类似孔的亮斑;当孔变得较小时,则屏上形成烛焰的像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多的模糊区域,这是为什么呢?你能解释吗?1.光的衍射(1)衍射现象:用单色平行光照射狭缝,当缝比较宽时,光沿着①直线通过狭缝,在狭缝后光屏上产生一条与缝宽②相当的亮条纹;当将缝调到很窄时,尽管亮条纹的③亮度有所降低,但是④宽度反而增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿⑤直线传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象。
(2)常见的几种衍射:⑥单缝衍射、⑦圆孔衍射和泊松亮斑(圆屏衍射)。
(3)产生明显衍射的条件:障碍物、孔或狭缝的尺寸与光的波长⑧差不多,或比光的波长⑨小。
2.衍射光栅(1)定义:由许多⑩等宽的狭缝等距离地排列起来形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。
1.光的衍射是不是说明光不能沿直线传播?解答:光的衍射与直线传播是在不同条件下的表现,都是正确的。
2.光的衍射能证明光的哪种学说是正确的?解答:波动说。
3.衍射现象中,如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。
【最新】高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第5节光的衍射+课件(共30张PPT).ppt
B.各亮条纹的宽度不同而亮度相同
C.各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D.中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
巩固练习
4.我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电 灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有
一个重要的原因，这一原因是红色光（ A ）
A．比其他色光更容易发生衍射 B．比其他可见光更容易发生干涉 C．比其他可见光更容易发生反射 D．比其他可见光更容易发生折射
新课内容
四、常见的衍射现象
如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。
N=1 N=2 N=3 N=4
结束
巩固练习
1.下列属于光的衍射现象的是：（ D ） A.雨后天空出现的绚丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩 色花纹
巩固练习
2. 用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干 涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观
察到（ B ）
A.宽度均匀的明暗相间的条纹。 B.中央亮而宽，两边窄而暗条纹。 C.一条亮纹。 D.一片亮光。
巩固练习
D 3.下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（
）
A.和光的双缝干涉图样相同
第十三章 光
第5节 光的衍射
学习目标
1．通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动 性证据。 2．理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征， 了解常见的衍射现象。
问题提出
光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性 的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射 现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活 中我们没有观察到光的衍射现象呢？
新课内容
二、单缝衍射图样的及其规律 2.单缝衍射规律
2024-2025学年高中物理第十三章光5光的衍射教案2新人教版选修3-4
八、作业评价
1.作业批改：对学生的作业进行认真批改，了解学生对光的衍射现象的掌握程度，及时发现学生的不足之处。
2.作业点评：对学生的作业进行点评，鼓励学生继续努力，对学生的优点给予肯定，对学生的不足之处给予指导。
最后，我注意到学生在课堂讨论中参与的积极性不高，这可能是因为我没有提供足够的问题来激发学生的思考。因此，我计划在未来的教学中设计更多的问题和讨论环节，以激发学生的思考和参与度。
板书设计
1.光的衍射现象的定义：
-光的衍射现象定义：当光遇到障碍物时，光波会绕过障碍物继续传播的现象。
2.衍射现象的条件：
-衍射现象条件：孔径或障碍物尺寸小于或相当于光波的波长，或者孔径或障碍物尺寸与光波波长相近。
教师备课：
深入研究教材，明确光的衍射教学目标和光衍射重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保光衍射教学过程的顺利进行。
设计课堂互动环节，提高学生学习光衍射的积极性。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入光衍射学习状态。
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的光的基本概念和波动理论，帮助学生建立知识之间的联系。
解答：
光的衍射现象在实际应用中非常广泛。例如，在激光技术中，激光束通过透镜或狭缝时会产生衍射现象，这被用于调整激光束的传播方向和聚焦。在光纤通信中，光的衍射被用于增加光信号的传输距离和容量。在显微镜和望远镜中，衍射现象被用于放大和观察微小物体。此外，光的衍射还被应用于光学传感器、光学成像技术以及光学显示技术等领域。
高中物理-第13章-第5节光的衍射课件-新人教版选修3-4
第十三章 第五节 光的衍射
1 学习目标定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理
4 重点难点突破 5 考点题型设计 6 课后强化作业
学习目标定位
※
知道光的衍射现象及衍射条件
※
了解光的波动性
课堂情景切入
这是用光射到一个不透光的小圆形障碍物上形成的影，影 的中心有一个圆形的亮斑，你知道这是怎样形成的吗？
答案：D
(福州八县一中2013～2014学年高二下学期期末联考)在光 的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四 幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )
A．a、c C．a、d
B．b、c D．b、d
答案：D 解析：单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双 缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝 衍射条纹，c是水波的衍射图样。
知识自主梳理
光的衍射
1．衍射现象 光能够绕过___障__碍__物____而到达“阴影”区域的现象。 2．产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸___比__光__波__波__长__小___或 __与__光__波__波__长__差__不_孔衍射 (1)现象 ①用点光源照射直径较大的圆孔时，在屏上会出现一个明 亮的圆形光斑，这是__光__沿__直__线__传__播____的结果。 ②用点光源照射直径足够小的圆孔时，在屏上会出现一些 ___明__暗__相__间__的__圆__环_____，这是光发生衍射的结果。 (2)衍射图样的特点 明暗相间的____环__状_____条纹，中央为____圆__形_____亮斑。
衍射光栅
1．结构 有许多等宽的狭缝_等__距__离___排列起来形成的光学元件。狭 缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越___亮____。 2．衍射图样的特点 与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变__窄___，亮度_增__加__。 3．衍射光栅的种类 __反__射__光栅和___透__射___光栅。
高中物理人教版选修3-4课件：13.5 光的衍射
目标导航 一 二 三
Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
三、对单缝衍射图样的理解 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,亮条纹的亮度和宽度迅速减小。 2.用单色光照射狭缝,在狭缝较宽时,屏上出现一条亮条纹,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,两侧亮条纹离中央亮条纹更远,产生了明显的衍射 现象。
目标导航 类型一 类型二
Z 知识梳理 Z重难聚焦
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Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
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D典例透析
IANLITOUXI
特别警示①缝变宽,衍射角增大,距离增大,能量消耗增大,而光能 分布的范围变宽,所以亮条纹的亮度降低。 ②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,入射光波长越长,单缝越宽,中央亮条纹的宽度及条纹间距离就 越大。 ③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,其中最靠近中央的色光是紫光,最远 离中央的是红光。
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二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种类 项目 产生 条件 不 条纹 同 宽度 点 条纹 间距 亮度 相 成因 同 点 意义
最新人教版高中物理选修3精品课件 第13章 第5节 光的衍射课件 新人教版选修3-4
2019/8/5
15
解析：观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐 渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距 变大．本题是缝宽增大，所以选项A正 确．
答案：A
点评：缝越窄，衍射现象越明显．
2019/8/5
16
关于光的衍射现象，下面说法正确的是
( )
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直 条纹
2019/8/5
7
(1)单缝衍射
单缝衍射图样的特点
①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度越 来越暗且不等距的条纹，中央是亮纹，亮度大， 宽度也大；波长越长，条纹间距越大，中央亮 纹越宽；
②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边 是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫 光，最远离中央的是红光．
2019/8/5
18
(2010·江苏常州中学高二检测)抽制细丝时可用激光 监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹
和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则 下列描述正确的是( )
①这是利用光的干涉现象
②这是利用光的衍射现象
③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了
④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了
( )
答案：B
2019/8/5
11
项目
名称
单缝衍射
双缝干涉
产生条件
障碍物或孔的尺寸比波 长小或跟波长差不多
频率、振动方向相同， 相位差恒定的两列 光波相遇叠加
不同 点
条纹宽度 条纹间距
条纹宽度不等，中央最 宽
各相邻条纹间距不等， 越靠外条纹间距越小
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
亮度
中间纹最亮，两边变暗
2019/8/5
人教版高中物理选修3-4课件 13 光的衍射课件
不只是狭缝、圆孔和圆盘，各种不同形状的物体都能使光发生 衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生 衍射的结果．
想一想：
为什么我们说光沿直线传播是有条件的？
我们通常所说“光沿直线传播”只是一种特殊情况，光在没有 障碍物的均匀介质中是沿直线传播的。
考虑到光的衍射，则只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的 情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
单色光形成明暗条纹， 白光形成彩色条纹
三、圆孔衍射
1、孔较大时——
A S
光沿直线传播
屏上出现光斑， 但边缘有些模糊.
光的衍射
B
三、圆孔衍射
2、孔减小时——
A S
光沿直线传播
屏上出现光源倒立的像
小孔成像
B
三、圆孔衍射
3、孔较小时——
光的衍射
屏上出现衍射图板上，板上有可以自由收缩的正方形
二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种类 项目
单缝衍射
双缝干涉
产生 障碍物或孔的尺寸比波 频率、振动方向相同,相位差
条件 长小或跟波长差不多 恒定的两列光波相遇叠加
不 同
条纹 宽度
条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
点
条纹 各相邻条纹间距不等,越 间距 靠外条纹间距越小
各相邻条纹等间距
亮度 中间条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等
孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光
屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列：
A．圆形光斑
B．明暗相间的彩色条纹 C．变暗消失
答案：
D．正方形光斑 E．正方形光斑由大变小
D→E→A→B→C
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第十三章光
13.5 光的衍射现象
三维教学目标
1、知识与技能
（1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解；
（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。
2、过程与方法
（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；
（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。
3、态度、情感、价值观
（1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。
教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。
教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践。
教学过程：
第五节光的衍射现象
1、1、常见的衍射现象有那些？
小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。
例1：在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到 ( ) A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹
例2：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在
C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮
2、为什么平时很难见到光的衍射现象？
（发生衍射现象的条件）因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的
尺度与波长接近时。
由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。
例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。
3、什么是“泊松亮斑”？
谁提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？谁证实了“泊松亮斑”的存在？你从中能体会到什么？
著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一各不透光的小圆盘放在光束中，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴影中央出现一个亮斑。
后人称此亮斑为泊松亮斑。
泊松指望这一预言能推翻光的波动学说，因此他要求菲涅耳做实验。
菲涅耳接受挑战，他完成了实验，证实了这一亮斑的存在。
4、你能解释光学显微镜的放大率为什么会受到限制吗？
（1）人眼最小分辨距离约为0.2mm
（2）由于人视网膜宽度有限，为增加放大率就应物镜及目镜的孔径。
当孔径小到一定程度可见光将发生衍射，在这种情况下再增大放大率已不能提高清晰度。
所示光学显微镜的放大率受到限制。
只能达到上千倍。
（3）为避免上述现象就必须降低光的波长，人眼就无法识别且有害。
必须进行光电转换。
这就是光电显微镜。
5、你能解释交通灯为什么用红、黄两色作为安全信号吗？为避免云雾小水滴阻挡光的传播（红光波长长易发生衍射）
例1：有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间有很好的视力，其原因是（）
A.不需要光线，也能看到目标
B.自身眼睛发光，照亮搜索目标
C.可对红外线产生视觉
D.可对紫外线产生视觉。