第2节 光的衍射

课前预习

情境导入

初中已经学过"光在同一种均匀介质中是沿直线传播的"，并且有很多的例子能说明，比如：影子的形成、日食和月食等.生活常识告诉我们：光不能绕过不透明的物体，但这些常识是不是绝对正确呢？

简答：这些常识在一定程度上是近似正确的，其实当障碍物足够小时，光就可以绕到原来应该是阴影的范围之内的，也就是说发生了光的衍射现象.

知识预览

1.只有当障碍物或孔的尺寸_____________时，衍射现象才是明显的，而光所遇到的一般物体的尺寸比光的波长_____________，所以日常生活中很难看到光的衍射现象.

答案：接近光的波长 大得多

2."光沿直线传播"只是一种_____________情况，当没有障碍物时，光在均匀介质中_____________，当障碍物尺寸比光的波长大得多时，衍射_____________，当障碍物尺寸与光的波长近似时，衍射_____________，这时就不能说_____________了.

答案：特殊 沿直线传播 不明显 十分明显 光沿直线传播

三点剖析

一、光的衍射现象

衍射现象：光绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区的现象.

发生明显的衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或比光波的波长小.

说明：光的干涉现象表明光是一种波,由于衍射是波的特点,则光能够发生衍射,因此光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播,即发生衍射现象.但由于可见光的波长较短,由发生明显的衍射现象的条件可知,光的衍射现象不易观察.

【例1】 对于单缝衍射现象,以下说法正确的是（ )

A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮 B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显

C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线 D.入射光的波长越短,衍射现象越明显

解析：产生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多,或者比波长小,由于光波波长都很短,所以在单缝衍射现象中,缝的宽度d越小,衍射现象越明显.所以B是正确的.缝的宽度d越小,透过缝的光的能量越小,亮度也越小,即A错误.缝的宽度d越小,越容易发生衍射,即容易偏离直线路径绕到障碍物阴影中去，故C错.在缝的宽度d不变的情况下,入射光波长越短,越不容易发生明显的衍射现象,故D错误,所以选B.

答案：B

二、光的干涉与衍射的比较

双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹可认为是极多且复杂的相干光的叠加.

单缝衍射时，照射光的波长越长，中央亮纹越宽，衍射和干涉都能使白光分色，且中央白光的边缘均呈红色.

干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹.只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度基本相同，衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央亮纹最宽、最亮.

【例2】 关于光的干涉、衍射及其应用，下列说法中正确的是（ ）

A.在光的干涉和衍射现象中，都出现亮暗相间的条纹或彩色条纹，因此干涉现象和衍射现象是相同的

B.水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象，泊松亮斑是衍射现象