物理：《光的衍射》课件2
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光的衍射 PPT课件 课件2 人教课标版
•
38、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开遭受诱惑的一瞬间被决定。
•
40、事虽微，不为不成；道虽迩，不行不至。
•
41、好好扮演自己的角色，做自己该做的事。
•
42、自信人生二百年，会当水击三千里。
•
43、要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。
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．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
5 、关于衍射下列说法正确的是 A．衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的 叠加的结果
•
11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。
•
12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。
•
13、人生最大的错误是不断担心会犯错。
•
14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。
•
15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。
•
16、心态决定命运，自信走向成功。
单缝衍射条纹的特征 1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
一 单缝衍射
单缝衍射与双缝干涉条纹和区别
各明纹或暗纹宽度亮度 基本相等.
中央条纹最宽最亮, 两侧条纹宽度亮度逐 渐减小．
一 单缝衍射
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大． 2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹 间隔越大． 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色 条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色．
《光的衍射》课件
衍射角与衍射波
解释衍射时涉及的角度概念， 并介绍衍射波在空间中的传播。
衍射的公式及其推导
给出衍射的数学公式及其推导 过程，以便更好地理解和计算 衍射现象。
衍射的应用
衍射在各领域中的应用
探索衍射在光学、声学和无线通信等领域中的应用，例如光栅、衍射光学等。
衍射仪器的应用介绍
介绍一些常见的衍射仪器，如衍射光栅、衍射望远镜等，并说明其原理和用途。
《光的衍射》PPT课件
欢迎来到《光的衍射》的PPT课件，本课程将带您深入了解光的衍射现象，并 探讨其背后的物理原理和应用。让我们一起开始这个光学之旅吧！
简介
光的基本概念回顾
回顾光的基本概念，包括光是一种电磁波、光的传播速度等。
衍射的定义及其背后的物理原理
解释衍射的定义，并介绍光波在衍射现象中的传播和干涉。
本次课程的目的及重点
概述本课程的目的，并强调将重点讲解衍射的基本概念、数学表示和应用。
光的传播
光的直线传播
讨论光线在真空和均匀介质中的 直线传播特性。
光的波动性及其对光传播 的影响
探究光的波动性质以及对光传播、 衍射和干涉等现象的影响。光 Nhomakorabea干涉现象
介绍光的干涉现象、干涉条纹和 构成干涉的条件。
衍射的基本概念
总结本次课程对学生对物理学学习的启示和意义，鼓励他们深入探索更多的物理现象。
衍射技术的未来发展方向
展望衍射技术未来的发展方向，包括新型材料的应用和衍射技术在纳米尺度的应用。
总结
1 本次课程中学到的知识回顾
回顾本次课程中涉及的光的衍射的基本概念、数学表示以及应用。
2 衍射在光学研究中的重要性
强调衍射在光学研究中的重要性，并其在科学和工程领域的广泛应用。
第二章 光的衍射
S
C
B3
B2
O
R B0 r0
B1
P 对称轴， S的法线
C‘
极点
2
由 : B0 P r0 有 : B1 P r0
B3 P r0 3 2
Bk P r0 k 2
2
B2 P r0 2
定义：由任何相邻两带的对应部 2 分所发的次波到达P（位于波面的
( a 0)
Y
3、讨论
X
S
P
①无论圆屏大小（当然要能与波长可比拟）和位置如何，圆屏几何影 子的中心永远有光进入。 ②圆屏面积越小，被遮挡的半波带数k越少，ak+1就越大，P点光强越 强。
③圆屏面积足够小时，只能遮挡中心带的一小部分，则看起来几乎全都 能绕过它，此时除几何中心为亮点外没有其它影子。圆屏好像起了会聚 透镜的作用，将光源S成实象于P点。
全模糊了。通常情况下不容易观察到衍射花样
正是由于这个缘故。
二、圆屏衍射
1、装置：如右图示： S为点光源，光路上 有一不透明的圆屏。 结果：P点永亮 2、计算P点振幅
Y
X
S
P
设：圆屏遮挡了前k个半波带，则从第k+1个起其余所有半波带所发次 波均能到达P点，将这些带的次波叠加：
合振幅 A
ak 1 a ak 1 2 2 2
Q
上式即为原理的积分表达式， 亦称为菲涅耳衍射积分。
dS
N
r
讨论：
r0
p
1、积分表达式是次波假设与杨氏干涉原理（相干叠加）的有机结合—物理意义； 2、一般情况下，上述积分相当复杂。只有当S对通过P点波面的法线具有旋转对 称性时，才能积出结果。此时，可用代数加法或矢量加法来代替积分； 3、借助积分式可定量描述光波通过障碍物时发生衍射现象的主要特征。
高二物理竞赛光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理PPT(课件)
A2 C
B /2
P Q
o
P Q
o
R
L
A
A1
A2 C
B /2
P BC bsin
Q
k
o
2
（ k个半波带）
bsin 0
中央明纹中心
bsin2kk相消干涉（暗纹）2k个半波带
bbssiinn k(2k2（介1)于2明相暗长之干间涉）（(明k纹 ）1,2 个2,k半3,波 1带)
2
二. 光强分布
bsin2kk 相消干涉（暗纹） bsin(2k2 1) 相长干涉（明纹）
一般而言，当 b 是 的几万倍以上，光就显出直线
传播，屏上现出单缝透过透镜形成的实像——几何 光学。
几何光学是波动光学在 0 时的极限情形。
b
(2) 当缝的宽度 b时，由 bsink可知，即
使对于一级暗纹来说，
sin 1 不可能
b
故连第一级暗纹也不出现，中央亮纹将延展到整个 屏上。
结论：当 b和 b 时都观察不到衍射条纹。
* 光源、屏与缝相距无限远
S ：波阵面上面元 光能绕过障碍物的边缘，而且衍射后能形成具有明暗相间的衍射图样——光的衍射现象
即各级衍射条纹的衍射角 都很小，所有条纹几乎都与零级条纹集中在一起无法分辨。
S 子波在 点引起的振动振幅 并与 有关。
(1) 当缝的宽度
时，由
可知，
(子波波源)
单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？
结论：当
和
时都观察不到衍射条纹。
当 b ~ 时，衍射现象显著。
b
中央明纹的半 角宽度
子波在 点引起的振动振幅 并与 有关。
(衍射角 ：顺时针为正，逆时针为负)
第二章-光的衍射PPT课件
波面为球面的波动称为球面波，如点光源发出球面 波；
波面为平面的波动称为平面波，如平行光束；
波面为柱面的波动称为柱面波，如狭缝光源发出柱 面波；
一般情况下，波面与传播方向垂直。
2021
13
2、惠更斯原理
[表述]：任何时刻，波面上的每一个点都可作为新的 次波源而发出球面次波，在以后的任一时刻，所有次 波波面的包络面形成整个波动在该时刻的新波面。
3、衍射现象的出现与否，还决定于障碍物的线度和 波长的相对大小，只有障碍物的线度和波长可以比拟 时，衍射现象才明显地表现出来．
结论
对光而言，衍射是绝对的，直线 传播是相对的；直线传播仅是衍 射的一种近似。
2021
12
二、更斯原理
1、波面： 光波传播过程中，位相相同的空间各点的轨迹所构 成的曲面，即等相面，称为波阵面，简称波面。
是他的经典名著。
2021
4
§2. 1 惠更斯-菲涅耳原理
一、光的衍射现象：
1、机械波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，沿各方向绕射的现象。 如声波、水波的衍射。
2、电磁波的衍射
不沿直线传播而绕过障碍物，继续传播的现象。如
无线电波（电视、广播）的衍射。
3、光波的衍射
A
E
直线传播 宽
衍射
E
A
a'
S
缝
S
惠更斯首先发明了摆钟并对有关时计的若干种摆（单摆、复
摆、旋轮摆等）作了研究，这对当时天文与航行上所用和后来时
计的发展起了重要的作用。惠更斯是创建经典力学的先驱之一，
在研究钟摆、圆周运动、完全弹性体碰撞等问题中，他阐明了许
多动力学的概念和规律（摆的运动方程与周期、向心力与离心力、
波面为平面的波动称为平面波，如平行光束；
波面为柱面的波动称为柱面波，如狭缝光源发出柱 面波；
一般情况下，波面与传播方向垂直。
2021
13
2、惠更斯原理
[表述]：任何时刻，波面上的每一个点都可作为新的 次波源而发出球面次波，在以后的任一时刻，所有次 波波面的包络面形成整个波动在该时刻的新波面。
3、衍射现象的出现与否，还决定于障碍物的线度和 波长的相对大小，只有障碍物的线度和波长可以比拟 时，衍射现象才明显地表现出来．
结论
对光而言，衍射是绝对的，直线 传播是相对的；直线传播仅是衍 射的一种近似。
2021
12
二、更斯原理
1、波面： 光波传播过程中，位相相同的空间各点的轨迹所构 成的曲面，即等相面，称为波阵面，简称波面。
是他的经典名著。
2021
4
§2. 1 惠更斯-菲涅耳原理
一、光的衍射现象：
1、机械波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，沿各方向绕射的现象。 如声波、水波的衍射。
2、电磁波的衍射
不沿直线传播而绕过障碍物，继续传播的现象。如
无线电波（电视、广播）的衍射。
3、光波的衍射
A
E
直线传播 宽
衍射
E
A
a'
S
缝
S
惠更斯首先发明了摆钟并对有关时计的若干种摆（单摆、复
摆、旋轮摆等）作了研究，这对当时天文与航行上所用和后来时
计的发展起了重要的作用。惠更斯是创建经典力学的先驱之一，
在研究钟摆、圆周运动、完全弹性体碰撞等问题中，他阐明了许
多动力学的概念和规律（摆的运动方程与周期、向心力与离心力、
光的衍射2
讨论
中央明纹集中大部分能量， 明条纹级次越高亮度越弱。
二级明纹中心:
1 部分光线干涉相长 5
I
1 部分光线干涉相长 3
讨论条纹随 、 a 的变化
2 f 中央明纹 x a
一定
讨论 其余明纹 x f a
a 衍射显著 a 光强太弱
a
衍射不明显 a 直线传播
sin
d 缺级： k k a
(k 1,2)
（3）单缝衍射中央明纹区主极大条数
d d 2( ) 1 2 2( ) 1 a进整 a 进整
sin
小结
光栅衍射是N缝干涉和N个单缝衍射的总效果
I I0( sin
光强分布 式中：
sin N 2 ) ( ) sin
sin N 2 ) ( ) sin
2
单缝衍射因子
多(N)缝干涉因子
a sin
d sin
a:
缝宽
d : 光栅常数 a+b
: 衍射角
I I0(
sin
sin N 2 ) ( ) sin
2
同一缝中的子波相干影响亮度分布
sin
k , I
同学们好！
§14.3 光的衍射
复习： 单缝夫琅和费衍射
*明暗纹条件：
0
中央明纹中心
a sin ( 2k 1) 2
各级明纹中心 暗纹
k
k 1、 2、 3
注意： 注意
k 0
*条纹角宽度
sin
0
k
中央明纹中心
文件大学物理第12章光的衍射.ppt
sin N N G 2极 大 sin
满足 d sin m 处光强极大 I Ip N 2
d sin m 光栅公式
斜入射
d(sin sino ) m
o
(m 0,1,2 )
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19
2、极小— G = 0 的位置
G
sin N s in
k 0 1 2 … N-1 N
当 k
N
k 1,2, 且k 0，N
xk
k2
(a, )
o 2 1
k 1
o中明央纹
a sin k k
tg k
xk f
tg k sin k
f
xk
k
f
a
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xo
2 x1
2 f
fa
xk a
11
例题：单缝夫琅禾费衍射，若将缝宽缩小
一半，焦平面上原来3级暗纹处，现在明暗
情况如何？
•
aa
2
解：a sin 3
f
k 2 2级暗纹
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1
12.1 惠更斯—菲涅耳原理
12.2 单缝夫琅禾费衍射
12.3 光学仪器的分辨本领
12.4 衍射光栅
12.5 X 射线的衍射
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2
12.1惠更斯—菲涅耳原理 一、光的衍射现象
当障碍物的线度接近光的波长，衍射现象
尤其显著。 a < 0.1m m
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返回2
3
二、惠更斯—菲涅耳原理
惠更斯：光波阵面上每 一点都可以看作新的子 波源，以后任意时刻， 这些子波的包迹就是该 时刻的波阵面。
——1690年
惠更斯解释不了光强 明暗分布！
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满足 d sin m 处光强极大 I Ip N 2
d sin m 光栅公式
斜入射
d(sin sino ) m
o
(m 0,1,2 )
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19
2、极小— G = 0 的位置
G
sin N s in
k 0 1 2 … N-1 N
当 k
N
k 1,2, 且k 0，N
xk
k2
(a, )
o 2 1
k 1
o中明央纹
a sin k k
tg k
xk f
tg k sin k
f
xk
k
f
a
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xo
2 x1
2 f
fa
xk a
11
例题：单缝夫琅禾费衍射，若将缝宽缩小
一半，焦平面上原来3级暗纹处，现在明暗
情况如何？
•
aa
2
解：a sin 3
f
k 2 2级暗纹
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12.1 惠更斯—菲涅耳原理
12.2 单缝夫琅禾费衍射
12.3 光学仪器的分辨本领
12.4 衍射光栅
12.5 X 射线的衍射
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12.1惠更斯—菲涅耳原理 一、光的衍射现象
当障碍物的线度接近光的波长，衍射现象
尤其显著。 a < 0.1m m
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3
二、惠更斯—菲涅耳原理
惠更斯：光波阵面上每 一点都可以看作新的子 波源，以后任意时刻， 这些子波的包迹就是该 时刻的波阵面。
——1690年
惠更斯解释不了光强 明暗分布！
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高中物理课件 第5章 第2节 光的衍射
3．机械做功的本质 做功的机械是 传递能量 、实现能量转化的装置．机械做功只能将能量从一 个物体 转移 到另一个物体或者将一种形式的能量 转化 为另一种形式的能量．
[再判断] 1．功就是能，功可以转化为能．( × ) 2．做功越多，物体的能就越多．( × ) 3．能量转化过程中做功越多，能量转化越多．( √ )
[核心点击] 1．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．如图5-2-3所示．
图5-2-3
(2)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现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的 象(小孔成象)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗．
2．产生明显衍射现象的条件 在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长 相差不多 要 小 的时候，就会出现明显的衍射现象．
，甚至比光的波长还
3．光的衍射现象和光的直线传播的关系 光的直线传播只是一个近似的规律，当光的波长比 障碍物 或 小孔 小得多
时，光可以看成沿直线传播；在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还
[核心点击] 1．三种衍射图样
光的单缝衍射
圆孔的衍射 图5-2-1
遮光板的衍射
2．单缝衍射与双缝干涉的比较
1．关于衍射，下列说法正确的是( ) A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 C．一切波都很容易发生明显的衍射现象 D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 E．入射波的波长越大，越容易观察到明显的衍射现象
(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．
光的衍射高中物理课件
01
海市蜃楼
由于光的折射和全反射，远处的景物在地面上形成虚像，有时也会因为
衍射而产生彩色幻影。
02
星光闪烁
星光在穿过大气层时，受到空气密度、温度等因素的影响，发生衍射和
干涉，使得星光看起来闪烁不定。
03
露珠上的彩色光环
露珠相当于一个凸透镜，阳光穿过露珠时会发生折射、反射和再折射的
光学过程，形成彩色光环。此外，露珠表面的微小结构也会导致光的衍
衍射的种类和特点
衍射分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射。菲涅尔衍射是光波在近场区域的衍射，表现为光波前的弯曲；夫琅禾 费衍射是光波在远Байду номын сангаас区域的衍射，表现为明暗相间的衍射图样。
衍射光栅的原理和应用
衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，能够使入射光发生衍射，形成多个不同方向的光束。衍射光栅 在光谱分析、光学测量等领域有广泛应用。
分类
根据障碍物或孔的尺寸与光波长 的关系，可分为明显衍射和不明 显衍射。
衍射原理及波动性质
衍射原理
光具有波动性，遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物继续传 播。
波动性质
光波具有振幅、频率、波长等波动特性，这些特性决定了光 的衍射行为。
光源、波长与衍射关系
光源
不同光源发出的光波长不同，波长越 短，衍射现象越不明显。
通信技术中的衍射现象
在光纤通信和无线通信中，光的衍射现象会影响 信号的传输质量和范围。通过研究光的衍射特性 ，可以优化通信系统的设计和性能。
材料科学中的衍射分析
在材料科学领域，利用X射线、中子束等物质的衍 射现象，可以分析材料的晶体结构、化学成分等 信息。这对于新材料的研发和性能优化具有重要 意义。
单缝衍射实验
光的衍射(教学课件)(完整版)
只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2） 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
等间距的圆环，这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2） 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
等间距的圆环，这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件