資源簡介

4.5光的衍射學案
一學科核心素養
【物理觀念】了解光發生明顯衍射現象的條件，知道衍射條紋與干涉條紋的區別；
【科學思維】通過觀看演示圖片及演示視頻，思考光發生衍射現象的本質，用科學類比的方法研究光的衍射現象與光的干涉現象的共同點與異同點；
【科學探究】結合演示圖片及演示視頻學生分組探究光發生明顯干涉現象的條件，并探究單縫衍射、小孔衍射、以及圓盤衍射圖樣的特征。
【科學態度與責任】能夠將所學的知識應用在生活中，在生活中發現物理現象，用所學的物理知識解釋生活中的物理現象，在科學研究中必須要有堅定的自信心和踏實勤奮的態度。
二學習重難點
【重點】認識光的明顯衍射的條件，知道衍射條紋與縫寬的關系，能夠區分單縫衍射、小孔衍射、圓盤衍射圖樣，并能區分單縫衍射與雙縫干涉條紋。
【難點】通過眾多光的衍射實驗事實來認識光的波動性；
三課前預習
1．光的干涉和衍射的本質
光的干涉和衍射都屬于光的_____，從本質上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認為是從單縫通過兩列或多列____相同的光波，在屏上疊加形成的。
2．衍射光柵
（1）構成：由許多_______的狹縫_______地排列起來形成的光學元件
（2）增加狹縫的個數，衍射條紋的寬度變_______，亮度_______
（3）種類：_______和_______
3．光的衍射
發生明顯衍射的條件：只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長____的時候，衍射現象才會明顯。
4．兩列振動方向、___________及其他振動情況相同的波疊加后將發生干涉現象。而波能繞過障礙物繼續傳播的現象叫做波的衍射，能觀察到明顯衍射現象的條件是障礙物的尺寸與___________相比差不多或更小。
5．在太陽光照射下，水面油膜上會出現彩色的花紋，這是兩列相干光波發生干涉的結果，這兩列相干光波是太陽光分別經_______而形成的。用平行的單色光垂直照射不透明的圓板，在圓板后面的屏上發現圓板陰影中心處有一個亮斑，這是光的______現象。
6．光通過狹縫，當縫較寬時觀察到__________，當縫較窄時觀察到__________，在不透明的圓板陰影中心有一亮斑，就是著名的__________亮斑，這也是光的__________現象，它說明了光沿直線傳播只是一種__________規律，當____________________時就不再沿直線傳播了．
7．如圖是研究光的雙縫干涉用的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發出的兩列波到達屏上時會產生干涉條紋，已知入射激光的波長為，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作第0號亮紋，由P向上數，與0號亮紋相鄰的亮紋為1號亮紋，與1號亮紋相鄰的亮紋為2號亮紋，則P1處的亮紋恰好是10號亮紋。
（1）設直線S1P1的長度為，S2P1的長度為，則 =________。
（2）若將S2用遮光片擋住，光屏上的明暗條紋___________（填“均勻”或“不均勻”）分布。
四自我檢測
1．觀察光的衍射實驗裝置如圖所示，用紅色的激光可以照出光屏某種衍射條紋，為了減小條紋寬度，可以（　　）
A．減小單縫寬度 B．用綠光照射
C．增大單縫與光屏間距離 D．減小激光器與單縫間距離
2．一束平行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長的光，，。兩種波長的譜線第二次重合于衍射角的方向上，則光柵常數為（　　）
A．3.05μm B．0.95μm C．1.27μm D．0.19μm
3．下面四種光現象，與光的干涉有關的是（　　）
A．用光導纖維傳播電磁波信號
B．一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶
C．用透明的標準樣板和單色平行光檢查平面的平整度
D．用平行光照射不透光的小圓盤，在圓盤的影的中心形成泊松亮斑
4．在下列情況中，發生的是光的哪一種現象，說法錯誤的是（　　）
A．通過狹縫看日光燈可見彩色花紋，是光的衍射現象
B．增透膜是利用的是光的干涉現象制成的
C．炎熱夏日中午，干燥的柏油馬路上看上去有水，能顯示車輛的倒影，是光的全反射現象
D．陽光下水面上的油膜會出現彩色花紋是光的偏振現象
5．關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直
C．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
6．下列現象中屬于衍射現象的是（　　）
A．對著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋
B．馬路上積水的油膜的彩色
C．雨后天空出現彩虹
D．肥皂膜上出現的彩色條紋
7．泊松亮斑是光的( )
A．干涉現象,說明光有波動性 B．衍射現象,說明光有波動性
C．干涉現象,說明光有粒子性 D．衍射現象,說明光有粒子性
8．下列現象中，屬于光的衍射現象的是（　　）
A．雨后天空出現彩虹
B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋
C．鍍膜后，望遠鏡的鏡頭透入光的亮度增強
D．醫院手術室使用無影燈
9．紅光和紫光通過單縫獲得衍射圖樣，如圖所示圖樣中反映紅光的衍射圖樣的是（ ）
A． B． C． D．
10．“垂釣綠灣春，春深杏花亂。潭清疑水淺，荷動知魚散。”是唐代詩人儲光羲的詩作《釣魚灣》中的詩句，其中“潭清疑水淺”是由于發生了（　　）
A．光的反射 B．光的折射
C．光的干涉 D．光的衍射
三課前預習
1． 疊加 頻率
2． 等寬 等距離 窄 增加 透射光柵 反射光柵
3．還小
4． 頻率 波長
5． 膜的前表面和后表面分別反射出來形成兩列相干光 衍射
6． 直線傳播 衍射現象 泊松 衍射 近似 障礙物或孔的尺寸較小
7． 10λ 不均勻
四自我檢測
1．B
2．A
3．C
4．D
5．B
6．A
7．B
8．B
9．C
10．B

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