光的衍射教學(xué)目標(biāo)觀察光的衍射現(xiàn)象，知道什么是光的衍射及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。能用衍射知識(shí)對(duì)生活中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析初步了解衍射光柵教學(xué)重點(diǎn)單縫衍射實(shí)驗(yàn)和圓孔衍射實(shí)驗(yàn)的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件衍射條紋的成因教學(xué)難點(diǎn)前情回顧什么是波的衍射現(xiàn)象？波在它傳播的方向上遇到障礙物或孔時(shí)，波繞道障礙物陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。

發(fā)生明顯衍射的條件是什么？障礙物的或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小。既然光是一種波，為什么我們?nèi)粘Ｉ钪杏^察不到光的衍射現(xiàn)象，而常常看到的是光沿著直線傳播的呢？光沿直線傳播水波的衍射猜想：沒(méi)有滿(mǎn)足產(chǎn)生明顯衍射的條件知道光有衍射現(xiàn)象知道光的衍射條件知道光的衍射會(huì)影響成像的清晰度光的衍射演示實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)狹縫寬窄觀察屏上條紋的變化情況現(xiàn)象：縫比較寬時(shí)，屏上的亮條紋與縫寬相當(dāng)；縫調(diào)很窄時(shí)，亮條紋的亮度有所降低，但寬度增大，有明暗相間的條紋出現(xiàn)。光的衍射光離開(kāi)直線路徑繞過(guò)障礙物，到達(dá)陰影里的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或狹縫的尺寸比光的波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多光的衍射現(xiàn)象的物理意義：光的衍射現(xiàn)象證明光是一種波。光的衍射為什么平時(shí)隔墻可以聽(tīng)見(jiàn)別人的聲音卻看不到人？聲音的波長(zhǎng)比光的波長(zhǎng)大得多，更容易發(fā)生明顯衍射，即更容易繞過(guò)障礙物向前傳播。光的衍射知道狹縫衍射的條紋形狀知道狹縫衍射中央明紋亮且寬，兩側(cè)逐漸變暗變窄知道紅光的條紋比紫光寬知道干涉條紋和衍射條紋的區(qū)別狹縫衍射發(fā)生衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣。單縫衍射條紋的圖樣特征①條紋不等間距②中央條紋寬而亮③兩側(cè)條紋較窄、較暗，對(duì)稱(chēng)分布狹縫衍射調(diào)節(jié)縫的寬度，得到兩個(gè)條紋波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫越窄，中央亮紋越寬，條紋間距越大。狹縫衍射縫寬一定時(shí)，分別得到紅光和藍(lán)光的衍射條紋單縫一定，波長(zhǎng)越大，中央亮紋越寬，條紋間隔越大狹縫衍射白光的衍射條紋白光單縫衍射：中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色，且呈外紅內(nèi)紫狹縫衍射狹縫衍射規(guī)律：①波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大（衍射越明顯）；②單縫不變時(shí)，光波越長(zhǎng)（紅光）的中央亮紋越寬，條紋間隔越大（衍射越明顯）；③白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色。狹縫衍射干涉與衍射條紋有何不同點(diǎn)和共同點(diǎn)？單縫衍射與雙縫干涉相同點(diǎn)：

由于光的疊加而產(chǎn)生，明暗相間。都能說(shuō)明光具有波動(dòng)性。區(qū)別：干涉：等間距明暗相間條紋，條紋條數(shù)較多，各亮條紋的亮度差別較小。衍射：條紋的條數(shù)較少，明(或暗)條紋的間距不等，中央亮條紋最亮最寬，兩側(cè)亮條紋較暗較窄。單縫衍射與雙縫干涉雙縫干涉圖樣雙縫間距越小，條紋間距越大單色光波長(zhǎng)越小，條紋間距越小單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋單縫衍射圖樣單縫寬度越小，條紋間距越大單色光波長(zhǎng)越小，條紋間距越小單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋單縫衍射與雙縫干涉各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射，致使影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條紋。知道光通過(guò)小圓孔衍射的條紋形狀知道光通過(guò)小圓屏衍射的條紋形狀知道什么是光柵其它衍射用點(diǎn)光源照射圓孔

孔較大時(shí)，屏上出現(xiàn)光斑，但邊緣有些模糊。光沿直線傳播光的衍射圓孔衍射用點(diǎn)光源照射圓孔

孔減小時(shí)，屏上出現(xiàn)光源倒立的像

光沿直線傳播小孔成像圓孔衍射用點(diǎn)光源照射圓孔

孔較小時(shí)，屏上出現(xiàn)衍射圖樣

光的衍射圓孔衍射衍射圖樣：明暗相間且不等間距的同心圓環(huán)。（中央亮斑）衍射條件：孔的尺寸接近波長(zhǎng)或比波長(zhǎng)還要小。圖樣特征①亮暗相間的圓環(huán)②中央亮圓的亮度大，外圍亮環(huán)的亮度越來(lái)越暗圓孔衍射使太陽(yáng)光垂直照射到一塊遮光板上，板上有可以自由收縮的正方形孔，孔的后面放置一個(gè)光屏，在正方形孔逐漸變小直至閉合的過(guò)程中，光屏上依次可以看到幾種不同的現(xiàn)象，試把下列現(xiàn)象依次排列。A.圓形光斑B.明暗相間的彩色條紋C.變暗消失D.正方形光斑E.正方形光斑由大變小D→E→A→B→C圓孔衍射演示實(shí)驗(yàn)在光束中放一個(gè)不透明圓盤(pán)現(xiàn)象：在圓盤(pán)影子的中心，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。圓屏衍射衍射圖樣：明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)，中心有一個(gè)亮斑（泊松亮斑）圖樣特征①光在圓盤(pán)后面衍射圖樣的中央會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑——泊松亮斑。②亮環(huán)或暗環(huán)間的距離隨半徑的增大而減小衍射條件：屏的尺寸接近波長(zhǎng)或比波長(zhǎng)還要小圓屏衍射泊松亮斑：光照在一個(gè)不透明的小圓板上，形成明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)，在屏上圓板的陰影中心，有一個(gè)亮斑，這個(gè)亮斑叫“泊松亮斑”。圓屏衍射小圓孔衍射圖樣小圓盤(pán)衍射圖樣（泊松亮斑）圓孔衍射與圓屏衍射不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過(guò)物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果。鋼針的衍射刀片的衍射日光燈的衍射其他衍射為什么我們說(shuō)光沿直線傳播是有條件的？我們通常所說(shuō)“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，光在沒(méi)有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的?？紤]到光的衍射，則只有在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，光彩可以看作是沿直線傳播的。當(dāng)障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象十分明顯，這時(shí)就不能說(shuō)光沿直線傳播了。光的衍射現(xiàn)象再次證明光是一種波光的衍射與反思隨著障礙物尺寸的減小，光的傳播現(xiàn)象有何變化？①?zèng)]有障礙物的均勻介質(zhì)——沿直線傳播②障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多——衍射不明顯，近似認(rèn)為光是沿直線傳播③障礙物的尺寸可以與光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)還小——衍射十分明顯，不能說(shuō)光沿直線傳播光的衍射的反思下列現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象的是A.雨后天空出現(xiàn)絢麗的彩虹B.陽(yáng)光下肥皂沫上的彩色條紋C.太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D.對(duì)著日光燈從鉛筆縫里看到的彩色條紋E.在兩塊相互壓緊的平行玻璃板面上看到的彩色條紋F.激光防偽商標(biāo)看起來(lái)是彩色的D光的衍射的反思單縫衍射的條紋比較寬，而且距離中央亮條紋較遠(yuǎn)的條紋，亮度也很低。因此，無(wú)論從測(cè)量的精確度，還是從可分辨的程度上說(shuō)，單縫衍射都不能達(dá)到實(shí)用要求。實(shí)驗(yàn)表明，如果增加狹縫的個(gè)數(shù)，衍射條紋的寬度將變窄，亮度將增加。光學(xué)儀器中用的衍射光柵就是據(jù)此制成的。衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離地排列起來(lái)形成的光學(xué)儀器。構(gòu)造：

由許多等寬的狹縫等距離的排列起來(lái)形成的光學(xué)儀器特點(diǎn)：

它產(chǎn)生的條紋分辨程度高，便于測(cè)量種類(lèi)：

透射光柵、反射光柵衍射光柵透射光柵：在玻璃片上刻有許多等寬而又間距相等的平行刻痕，刻痕產(chǎn)生漫反射而不太透光，未刻的部分相當(dāng)于透光的狹縫，一般每毫米有幾十到幾千個(gè)狹縫。反射光柵：在高反射率的金屬上刻痕。衍射光柵光柵中狹縫條數(shù)越多，明紋越細(xì)，越亮。衍射光柵用兩支鉛筆夾成一條狹縫，將眼睛緊貼著狹縫并使狹縫與日光燈管或其他線狀光源平行，你會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？試解釋這個(gè)現(xiàn)象。會(huì)觀察到明暗相間的彩色條紋，因?yàn)楫?dāng)兩支鉛筆夾成的狹縫與光波波長(zhǎng)接近時(shí)，會(huì)發(fā)生光的衍射現(xiàn)象問(wèn)題與練習(xí)在不透光的擋板上安裝一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，縫后放一個(gè)光屏。用平行單色光照射狹縫，當(dāng)縫的寬度很小時(shí)，我們會(huì)從光屏上看到衍射條紋。此時(shí)，如果進(jìn)一步調(diào)下狹縫的寬度，所看到的衍射條紋有什么變化？做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，看你的判斷是否正確。用游標(biāo)卡尺兩個(gè)卡腳之間的縫隙做單縫，眼睛通過(guò)這個(gè)單縫觀察線狀光源，減小兩個(gè)卡腳之間的距離，也可以看到衍射條紋的變化情況。衍射條紋寬度增大問(wèn)題與練習(xí)太陽(yáng)光照著一塊遮光板，遮光板上有一個(gè)較大的三角形孔。太陽(yáng)光透過(guò)這個(gè)孔，在光屏上形成一個(gè)三角形光板。請(qǐng)說(shuō)明：遮光板上三角形孔的尺寸不斷減小時(shí)，光屏上的圖形將怎樣變化？說(shuō)出其中的道理。起初小孔不太小時(shí)，光沿直線傳播，此時(shí)光斑隨小孔尺寸減小而減小。當(dāng)小孔足夠小時(shí)，光發(fā)生衍射，而且小孔越小衍射效果越強(qiáng)，此時(shí)光斑隨小孔尺寸減小而增大問(wèn)題與練習(xí)產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物（或孔）的尺寸比波長(zhǎng)小或和波長(zhǎng)差不多

障礙物（或孔）的尺寸越小，衍射現(xiàn)象越明顯，但亮度減小。

①單縫衍射單色光：分布不均勻，中央條紋寬度大;亮暗相間，中央條紋亮度大;兩側(cè)條紋窄、關(guān)于中央對(duì)稱(chēng)；白光：中間是白色亮條紋，兩邊是彩色條紋。②圓孔衍射單色光：亮暗相間的圓環(huán)；中央