鲁科版 (2019)选择性必修 第一册光的衍射集体备课ppt课件

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册光的衍射集体备课ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了衍射现象，光的衍射，明暗相间的圆环，衍射对分辨本领的影响，分离开来，衍射光栅，课时对点练等内容，欢迎下载使用。
1.通过观察演示实验，知道光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件，知道几种衍射现象的图样(重点)。2.通过分析衍射条纹的特点，能正确区分衍射条纹和干涉条纹(重难点)。3.知道衍射对分辨本领的影响和衍射光栅，知道衍射光栅的结构和衍射图样的特点。
二、衍射对分辨本领的影响
1.光的衍射光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为 。2.产生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸 光的波长时能产生明显的衍射。3.三种衍射图样及其特点(1)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现 。如图所示。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。②圆孔越小，中央亮斑的直径越 (填“大”或“小”)，同时亮度越弱。
(2)单缝衍射①单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹。②波长一定时，单缝 (填“宽”或“窄”)的中央条纹宽，条纹间距大；单缝不变时，光波波长 (填“大”或“小”)的中央条纹宽，条纹间距大。
(3)圆盘衍射(泊松亮斑)
①若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。②中央是亮斑，圆盘阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
光通过狭缝时会产生明显的衍射现象，光通过比较宽的缝隙时我们看到“光沿直线传播”，此时光是不是就不发生衍射了？
答案　不是。当狭缝或障碍物尺寸接近光的波长时，会有明显的衍射现象，狭缝较宽时，仍有衍射现象，只是不明显。
　 (多选)(2023·泉州市高二期末)沙尘暴时能见度只有几十米甚至几米，天空变黄变暗是由于A.波长较短的光才到达地面B.波长较长的光才到达地面C.频率较高的光才到达地面D.频率较低的光才到达地面
沙尘暴时，当光的波长与沙尘颗粒的尺寸相当或明显大于沙尘颗粒的尺寸时，会发生明显衍射而到达地面，而根据c＝νλ可知波长越长，频率越低，因此天空变黄变暗由于波长较长、频率较低的光才能到达地面，故选B、D。
　(2023·荆州市高二期末)如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及红光、蓝光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是
A.黄蓝紫红 B.黄红紫蓝C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故1、3是双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距Δy＝ 可知波长λ越大，Δy越大，故1是黄光的干涉图样，3是紫光的干涉图样。单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，故2、4为单缝衍射图样，根据波长越长衍射现象越明显，可知4为红光的衍射图样，2为蓝光的衍射图样。故从左向右依次是黄光(双缝干涉)、蓝光(单缝衍射)、紫光(双缝干涉)和红光(单缝衍射)，故选A。
　一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到A.与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B.与原来不同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽相对应的亮条纹D.无条纹，只存在一片红光
红光通过双缝时产生了干涉现象，说明每条缝都很窄，也应满足发生明显衍射的条件，所以挡住一条缝时发生明显衍射现象，出现单缝衍射条纹，条纹的特点是中央亮条纹较宽且亮度大，故选B。
单缝衍射与双缝干涉的比较
　用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特征是A.中央均为亮点的同心圆形条纹B.中央均为暗点的同心圆形条纹C.用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的D.用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的
圆孔衍射实验图样与单色光通过小圆盘得到的泊松亮斑，它们的衍射图样是中央均为亮点的同心圆形条纹，故A正确，B、C、D错误。
圆盘衍射和圆孔衍射图样的比较
1.一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能把彼此靠近的物体的像 的能力。2.光学显微镜和望远镜等光学仪器，其透镜就相当于小圆孔，透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越 。
　 (多选)用光学显微镜观察物体时，由于衍射，被观测的物体上的一个光点经过透镜后不再会聚为一点而是形成了一个光斑，这样物体的像就模糊了；电子束也是一种波，把电子加速后，它的物质波比可见光波长短得多，衍射现象的影响就小得多，这样就可以极大地提高显微镜的分辨能力。已知物质波的波长为λ＝ ，p为物体的动量，h为普朗克常量。根据以上材料下列说法正确的是A.该材料的信息说明了运动的电子也能发生衍射B.为了进一步提高电子显微镜的分辨本领，应当降低加速电子的电压C.相比电子显微镜，在相同电压加速后，质子显微镜的分辨本领更强D.电子的动量越小，电子显微镜的分辨本领越强
材料中“电子束也是一种波”，可知运动的电子也能发生衍射，故A正确；为了进一步提高电子显微镜的分辨本领，应增加加速电子的电压，使电子的速度更大，即动量更大，它的物质波波长更短，更不容易发生衍射，故B错误；
1.结构：在两个螺杆上绷上许多平行的细金属线，或者在玻璃上刻上许多均匀的细槽，因为它们有类似 的形状，被称为衍射光栅。2.衍射光栅的种类： 光栅和 光栅。3.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 。
　 (多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝
对于透射光栅来说，当光照射到刻痕上时，光发生漫反射而不能透过，故选项C错误。　　　　　
1.(多选)(2023·宁波市高二月考)下列图片是光的衍射现象的是
X射线下的DNA晶体，是通过X射线的衍射拍到的图片，A正确；彩色的肥皂膜是薄膜干涉现象产生的，B错误；泊松亮斑是由光照射不透光的小圆板产生衍射现象形成的，C正确；光经过大头针的针尖时，大头针尖边缘轮廓模糊不清，这是光的衍射现象产生的，D正确。
2.关于衍射，下列说法中正确的是A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中不存在光的衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.阳光下黑影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
衍射花纹图样是光波相互叠加的结果，故A正确；双缝干涉中缝的宽度与波长差不多，光通过缝时，也发生了衍射现象，故B错误；衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射，当波长比障碍物或孔的宽度大时，才能发生明显的衍射，故C错误；当波长比障碍物或孔的宽度小得多时，不能发生明显的衍射，这时表现出直线传播的特征，出现了影，影的存在与衍射现象并不是相互矛盾的，故D错误。
3.(多选)在城市交通中，选用红灯表示禁止通行，其原因是A.红光容易发生干涉B.红光照射的距离大C.红光容易引起人们的视觉反应D.红光容易发生衍射
红光在可见光中的波长最长，是容易发生衍射，在雾天、雨天、沙尘暴等恶劣天气里，使司机和行人都能看到红灯，避免交通事故的发生；同时红光也容易引起人们的视觉反应，故选C、D。
4.利用如图(a)所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图(b)中甲和乙两种图样。则A.甲对应单缝，乙对应双缝B.甲对应双缝，乙对应单缝C.都是单缝，甲对应的缝宽较大D.都是双缝，甲的双缝间距较大
由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A正确，B、C、D错误。
5.(多选)在白炽灯的照射下能从两块捏紧的玻璃板的表面看到彩色条纹，通过游标卡尺的狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹。这两种现象A.都是光的衍射现象B.都是光的干涉现象C.前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D.都是光的波动性的表现
两块捏紧的玻璃板之间形成空气薄膜，在白光的照射下表面看到彩色条纹是光的干涉现象；通过游标卡尺的狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，是光的衍射现象。干涉和衍射都是波的特性，可以证明光具有波动性，故选C、D。
6.(多选)某研究小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法正确的是A.甲图属于圆孔衍射B.乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先 推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑C.不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的D.发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到 障碍物的影子里
根据衍射图样的特点可知甲图属于圆孔衍射，故A正确；乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果在实验中发现圆板中心有这个亮斑，故B错误；不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C正确；发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确。
7.(2023·上海华师大二附中高二期中)某同学在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，使用平行单色光作光源，进行光的衍射实验，如图所示。则他在光屏上看到的条纹是下面图中的
根据衍射条纹的特点，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距，故选B。
8.如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的。则这四幅图(甲、乙、丙、丁)依次对应的是A.双缝宽间距、双缝窄间距，宽单缝、 窄单缝B.双缝窄间距、双缝宽间距、窄单缝、 宽单缝C.宽单缝、窄单缝、双缝宽间距、双缝窄间距D.窄单缝、宽单缝、双缝窄间距、双缝宽间距
9.(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是A.将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B.使单缝宽度变大，衍射条纹间距变宽，光强增强C.换用频率较小的光照射，衍射条纹间距变宽D.增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
在单缝衍射实验中，当单缝宽度一定时，光波波长越长，频率越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距越宽，而黄光的波长比绿光的波长长，故A、C正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越宽，同时通光量越小，视野的亮度会变暗，光强越弱，故B错误；当光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，故D正确。
10.(多选)在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光(平行单色光)随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况)，便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置，下列说法中正确的是A.这是利用光的直线传播规律B.这是利用光的衍射现象C.如果屏上条纹变宽，表明细丝变粗了D.如果屏上条纹变宽，表明细丝变细了
由题意知条纹的形成属单缝衍射，并非运用光的直线传播规律，而是利用光的衍射现象，A错误，B正确；由单缝衍射的特点知如果屏上条纹变宽，表明细丝变细了，C错误，D正确。
11.(多选)如图(a)所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上、下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，红光波长大于蓝光波长，则
A.完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹B.完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹C.完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹D.完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现题图(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上出现题图(c)图案，再结合波长关系可知D正确。
12.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝与屏间距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝与屏间距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，平行单色光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，升高温度，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化。在光波长已知的情况下，通过测量缝与屏间距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及其变化，进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是
A.温度不变的情况下，光的波长越短，中央亮条纹 宽度越宽B.相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条 纹宽度越窄C.相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D.其他实验条件相同，狭缝到光屏的距离越大，测得金属的线膨胀系数 越大