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第四章 光
光的衍射
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光的干涉現象反映了光的波動性，而波動性的另一特征是波的衍射現象，光是否具有衍射現象呢？為什么平時我們看到的光是沿的直線傳播的？
課堂引入
水波的衍射
障礙物或孔的尺寸比波長小或者跟波長相差不多.
什么是波的衍射現象？
如何看到明顯的衍射現象呢？
復習回顧
為什么平時我們不易觀察到光的衍射現象呢？
如何解決這一問題呢？
S
1.光的衍射：光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現象叫光的 衍射現象。衍射時產生的明暗條紋叫衍射圖樣。
一、光的衍射
2.光的明顯衍射條件：
障礙物或孔的尺寸小于波長或者和波長差不多。
1.單縫衍射圖樣的特點：
①條紋不等間距；
②中央條紋亮而寬；
③兩側條紋較暗較窄，對稱分布。
④波長一定時，單縫越窄，現象越明顯，中央亮紋越寬越暗
不同縫寬的單縫衍射
二、單縫衍射
各種顏色的光波衍射圖象一樣嗎？
觀察下列衍射圖樣，分析衍射規律：
不同色光的單縫衍射
2.不同波長光的衍射圖樣：
① 單縫不變，波長越大，衍射越明顯，中央亮紋越寬。
②白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側為彩色條紋，且外側呈紅色，靠近光源的內側為紫色．
二、單縫衍射
雙縫干涉與單縫衍射圖樣有啥不同？
光的干涉和衍射圖樣比較
二、單縫衍射
不同點：
雙縫的條紋:是等間距的各條紋的亮度差別較小。
衍射條紋:不等間距，中央條紋亮而寬，兩側條紋較暗較窄。
相同點：
由于光的疊加而產生的，明暗相間的。
圓孔衍射
三、常見的衍射圖樣
1、孔較大時：屏上出現清晰的光斑
2、 孔較小時——屏上出現衍射花樣
幾乎沿直線傳播
以中央最亮的光斑為圓心
逐漸變暗的不等距的同心圓
1.圓孔衍射圖樣的兩個特點
a．單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大，外面是明暗相間的不 等距的圓環．越向外，亮環亮度越低．
b．白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環．
圓孔衍射現象
三、常見的衍射圖樣
圓盤衍射
三、常見的衍射圖樣
實驗：在光束中放一個不透明圓盤
現象：在不透明圓盤的陰影后面，出現了一個亮斑（泊松亮斑）。
歷史典故
泊松（ Poisson 1781～1840）法國數學家、幾何學家和物理學家。菲涅爾（法國物理學家）還是學生的時候篤信惠更斯光波動學說，為參加論文大賽提交了一篇波動說的衍射論文，提出光的衍射。因為光波長小所以不明顯并做出了說明。
菲涅耳--物理光學的締造者
時任比賽評委的大教授泊松對菲涅爾的理論嗤之以鼻，通過數學推導，尖酸的指出其衍射理論的漏洞：按照你說的圓形擋板后面應該不止有陰影，圓心處還應該有一個亮斑。在當時來說從來沒有誰看到過陰影中心還有亮斑，這簡直不可思議，所以泊松宣稱已駁倒了波動理論。菲涅耳在朋友的鼓勵下硬著頭皮和阿拉果接受了這個挑戰，經過努力做出了中心亮斑的實驗，非常精彩地證實了這個理論的預言，后人戲劇性地稱這個亮點為泊松亮斑。
泊松---巴黎科學院教授院士卓越人物
圓孔衍射
圓盤衍射
圓盤和小圓孔的衍射圖樣有何不同？
三、常見的衍射圖樣
(1)結構由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學儀器．
(2)衍射圖樣特點與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．
四、衍射光柵
四、衍射光柵
1、衍射光柵的種類：
2、衍射現象的利用：
衍射圖樣和障礙物的結構有著一一對應的關系，而且衍射圖樣對精細結構有一種相當敏感的“放大”作用，因此可利用衍射圖樣分析結構。例如:X光的衍射是測定晶體結構的重要方法。
衍射圖樣分析結構：
右圖是弗蘭克林利用X射線衍射拍的DNA分子，DNA的雙螺旋結構模型就是根據這些照片得出的，這是生物學史上劃時代的事件，它宣告了分子生物學的誕生。
3、衍射現象的弊端：
由于衍射，被觀察物體上的一個光點經過透鏡后不再匯聚成一個光點，而形成一個光斑，這樣物體的像就模糊了，進而影響了顯微鏡的分辨本領。為了減小衍射現象的影響就得采用波長比可見光還短的波，電子顯微鏡應運而生。
四、衍射光柵
1、衍射光柵的種類：
2、衍射現象的利用：

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