4.5光的衍射【學習目標】1.能通過實驗觀察認識光的衍射現象，知道發生明顯的光的衍射現象的條件2．對光的波動性有進一步的認識，知道“幾何光學”中所說的光沿直線傳播是一種近似規律3.了解泊松亮斑的意義，了解科學家不斷推進科學發展的途徑4.初步接觸現代科技，了解衍射光柵、反射光柵和透射光柵、Ｘ光衍射【開啟新探索】我們知道波可以干涉、衍射，在前面我們學過了光波可以發生干涉，說明光是一種波。這就說明光應該也能發生衍射，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射？而且常常說“光沿直線傳播”呢？【質疑提升1】光的衍射在擋板上安裝一個寬度可調的狹縫，縫后放一個光屏。用單色平行光照射狹縫，我們看到，當縫比較寬時，光屏上有怎樣的現象？當縫調到很窄時，光屏上又有怎樣的現象？如圖所示，為紅光單縫衍射產生的圖樣。觀察圖樣，你有怎樣的結論？3．你能區分衍射圖樣與干涉圖樣嗎？4.如果是單色光通過小圓孔，得到怎樣的衍射圖樣？5.如果是白光通過單縫，得到怎樣的衍射圖樣？6.為什么衍射現象也是明暗相間的條紋或是彩色條紋？7．閱讀課本，P100：泊松亮斑趣事，說明：什么是泊松亮斑？泊松亮斑有怎樣的物理意義？【質疑提升2】衍射光柵在實際應用中，單縫衍射形成的條紋為什么不能達到實用的要求？什么是衍射光柵？衍射光柵有怎樣的優點？衍射光柵的分類？閱讀課本，P100：X射線衍射與雙螺旋。說明：為什么X射線照射晶體時會發生明顯的衍射？【學以致用】1.在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是（）A．將入射光換成頻率較大的光，衍射條紋間距變寬B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變窄2.聲波比光波容易產生明顯的衍射，原因是（）A．聲波是縱波，光波是橫波B．聲波必須通過介質傳播，而光波可以在真空中傳播C．聲波是機械波，光波是電磁波D．一般障礙物尺寸跟聲波波長相近而比光波波長大得太多3.如圖所示，A、B兩幅圖是由單色光分別射到圓孔而形成的圖象，其中圖A是光的_________________（填“干涉”或“衍射”）圖象。由此可以判斷出圖A所對應的圓孔的孔徑_______________（填“大于”或“小于”）圖B所對應的圓孔的孔徑.4.太陽光照射一塊遮光板，遮光板上有一個大的三角形孔，太陽光透過這個孔，在光屏練習與應用上形成一個三角形光斑。請說明：遮光板上三角形孔的尺寸不斷減小時，光屏上的圖形將怎樣變化？請你說明其中的道理。三角形--直線傳播圓--小孔成像彩色條紋--衍射【核心素養提升】如圖所示是通過用游標卡尺的測量爪寬度可以調節的狹縫觀察日光燈光源時所看到的四個現象，當狹縫寬度從逐漸變小時，所看到的四個圖像的順序是（）abcdA．bacd B．badc C．abcd D．abdc2．某同學用紅光做實驗，拍攝到屏上亮條紋的照片如圖甲、乙所示，則該同學做的是（）A．單縫衍射實驗，甲圖中單縫的寬度小B．單縫衍射實驗，乙圖中單縫的寬度小C．雙縫干涉實驗，甲圖中雙縫到屏的距離大D．雙縫干涉實驗，乙圖中雙縫到屏的距離大3．如圖，某同學用激光器作為光源，在不透光的擋板上開一條窄縫，進行光的衍射實驗。在光屏上觀察到的圖樣可能是圖中的（）A．B．C．D．4．如圖所示a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣，分析各圖樣的特點可以得出的正確結論是（）A．a、b是光的衍涉圖樣B．c、d是光的干涉圖樣C．形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長短D．形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長長5．用如圖1所示裝置做圓孔衍射實驗，在屏上得到的衍射圖樣如圖2所示，實驗發現，光繞過孔的邊緣，傳播到了相當大的范圍。下列說法正確的是（）A．此實驗說明了光沿直線傳播B．圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大C．圓孔變小，中央亮斑和亮紋的亮度反而變大D．用不同波長的光做實驗，衍射圖樣完全相同6．在觀察光衍射的實驗中，分別觀察到如圖甲、乙所示清晰的明暗相間圖樣，圖中黑線為暗紋。那么障礙物應是（）A．乙圖對應的是很小的不透明圓板B．甲圖對應的是很大的不透明圓板C．乙圖對應的是中間有大圓孔的不透明擋板D．甲圖對應的是中間有小三角形孔的不透明擋板7．對于光的衍射現象的定性分析，下列說法錯誤的是（）A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比甚至比波長還要小的時候，才能產生明顯的衍射現象B．光的衍射現象是光波相互疊加的結果C．光的衍射現象否定了光的直線傳播的結論D．光的衍射現象說明了光具有波動性8．中國女科學家屠呦呦因發現青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理醫學獎，屠呦呦也成為首位獲得該獎的中國人。在研究青蒿素化學結構中，研究人員用比可見光的波長更短的X射線衍射方法最終確定了其化學結構。在做單縫衍射實驗中，下列說法中不正確的是（）A．將入射光由可見光換成X射線，衍射條紋間距變窄B．換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬C．衍射條紋中央條紋最寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變窄9．抽制細絲時可用激光監控其粗細，如圖所示。激光束通過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫時產生的條紋規律相同，則（）①這是利用光的干涉現象②這是利用光的衍射現象③如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗了④如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細了A．①③B.②④C．①④D．②③10．如圖(a)所示為單縫衍射示意圖，圖(b)為甲、乙兩束單色光分別通過同一裝置形成的單縫衍射圖樣，下列說法不正確的是（）A．在同種均勻介質中，甲光的波長較長B．在同種均勻介質中，甲光的傳播速度更大C．用同一裝置做雙縫干涉實驗時，在同一光屏上乙光的亮條紋總數更多D．當兩束單色光從某種介質以相同入射角射向空氣時，有可能乙光不發生全反射而甲光發生全反射11．關于衍射光柵，下列說法不正確的是（）A．衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的B．衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類C．透射光柵中有刻痕