第5章：光的干涉 衍射 偏振 第2节：光的衍射

复习提问 问题1．什么是波的衍射现象？ 问题2．发生明显衍射的条件是什么？ 波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传的现象叫波的衍射 问题2．发生明显衍射的条件是什么？ 障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。

一、衍射现象 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？ 水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？

(一)单缝衍射 一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多． 波长很短 400-700nm 取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ． 激光束 像屏 调节狭缝宽窄

(一)单缝衍射 1．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，明暗相间且不等距.

中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小． 2．单缝衍射与双缝干涉条纹和区别 双缝干涉条纹 各明纹或暗纹宽度、亮度基本相等. 单缝衍射条纹 中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小．

3．白光（白炽灯）的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色． 观察下列衍射图样，分析衍射规律： 3．单缝衍射规律 1．波长一定时，单缝越窄,中央 条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显) 2．单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大(衍射越明显) 改变缝宽 改变波长 3．白光（白炽灯）的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．

一、衍射现象 1．衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹） 2．单缝衍射规律 3．衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小 (１)波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大． (２)单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大 (３)白光的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹， 且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色． 3．衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小

(二)圆孔衍射 1．孔较大时——屏上出现清晰的光斑 A S B

(二)圆孔衍射 A S B 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） 原因：来自单缝或圆孔上不同位置的光，在屏上叠加的结果.

(二)圆孔衍射 S

(三)圆屏衍射 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑． 实验：在光束中放一个不透明圆盘 现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。

(三)圆屏衍射 泊松亮斑 圆屏衍射图样

(三)圆屏衍射 泊松亮斑 在其影子的中心有一个亮斑

小圆盘和小圆孔做衍射图样特点 圆孔衍射 圆盘衍射

一、单缝衍射 二、圆孔衍射 1．衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹） 2．单缝衍射规律 3．衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小  二、圆孔衍射 1．衍射图样：明暗相间且不等距的同心圆环．（中央亮斑） 2．衍射条件：孔的尺寸接近波长或 比波长还要小 

不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果． 二、衍射现象对分辨本领的影响 　　不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果． 圆屏衍射 圆孔衍射 钢针的衍射

二、衍射现象对分辨本领的影响 衍射对分辨本领的影响 一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能够把彼此靠近的物体的像分离出来的能力．透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领越低．

它是由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学元件。 三、衍射光棚 它是由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学元件。 透射光栅 如果在高反射率的金属上刻痕，可以做成反射光栅 单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央条纹较远处的条纹亮度也很低；增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。

做一做： 找一根鸡翅膀上的羽毛，鹅、鸭的翎毛也可以，最好是白色的。白天隔着羽毛观太阳，或在晚上拿羽毛去看1m外的白炽灯，可以观察到衍射图样。羽毛上细密的羽丝充当了衍射光栅栏。

练一练： 1．下列属于光的衍射现象的是（ ） DE A．雨后天空出现的绚丽的彩虹 B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹 1．下列属于光的衍射现象的是（ ） A．雨后天空出现的绚丽的彩虹 B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹 E．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围 有彩色花纹 DE

练一练： 2．下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（ ） A．和光的双缝干涉图样相同 B．各亮条纹的宽度不同而亮度相同 2．下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（ 　 ） A．和光的双缝干涉图样相同 B．各亮条纹的宽度不同而亮度相同 C．各亮条纹的宽度相同而亮度不同 D．中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮 D

练一练： B 3．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形，它们的特征是（ ） 3．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形，它们的特征是（ 　 ） A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的 B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的 B

练一练： 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 A

练一练： 5．如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象．当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时，所看到的四个图像的顺序是________ abcd