高二物理光的衍射(1)

《大学物理AII》作业 No 光的衍射 参考答案

《大学物理AII 》作业 No.06 光的衍射 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ****************************本章教学要求**************************** 1、理解惠更斯-菲涅耳原理以及如何用该原理解释光的衍射现象。 2、理解夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的区别，掌握用半波带法分析夫琅禾费单缝衍射条纹的产生，能计算明暗纹位置、能大致画出单缝衍射条纹的光强分布曲线；能分析衍射条纹角宽度的影响因素。 3、理解用振幅矢量叠加法求单缝衍射光强分布的原理。 4、掌握圆孔夫琅禾费衍射光强分布特征，理解瑞利判据以及光的衍射对光学仪器分辨率的影响。 5、理解光栅衍射形成明纹的条件，掌握用光栅方程计算主极大位置；理解光栅衍射条纹缺级条件，了解光栅光谱的形成以及光栅分辨本领的影响因素。 6、理解X 射线衍射的原理以及布拉格公式的意义，会用它计算晶体的晶格常数或X 射线的波长。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、填空题 1、当光通过尺寸可与（波长）相比拟的碍障物（缝或孔）时，其传播方向偏离直线进入障碍物阴影区，并且光强在空间呈现（非均匀分布）的现象称为衍射。形成衍射的原因可用惠更斯-菲涅耳原理解释，即波阵面上各点都可以看成是（子波的波源），其后波场中各点波的强度由各子波在该点的（相干叠加）决定。 2、光源和接收屏距离障碍物有限远的衍射称为（菲涅尔衍射或近场衍射）；光源和接收屏距离障碍物无限远的衍射称为（夫琅禾费衍射）或者远场衍射。在实际操作中，远场衍射是通过（平行光）衍射来实现的，即将光源放置在一透镜的焦点上产生平行光照射障碍物，通过障碍物的衍射光再经一透镜会聚到接收屏上观察来实现。 3、讨论单缝衍射光强分布时，可采用（半波带法）和（振幅矢量叠加法）两种方法，这两种方法得到的单缝衍射暗纹中心位置都是一样的，暗纹中心位置= x （a kf λ ±）。两相邻暗纹中心之间的距离定义为（明纹）宽度，单缝衍射中央明

高中物理 光的衍射

光的衍射 一、教学目标 1．认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解． 2．了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系． 3．通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力． 4．通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准． 二、重点、难点分析 1．通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性．2．光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加． 3．正确认识光发生明显衍射的条件． 4．培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践． 三、教具 1．演示水波衍射现象． 频率可调的振源，发波水槽及相应配件，水波衍射图样示意挂图．2．演示光的单缝、圆孔衍射现象． 光的干涉、衍射演示仪，激光干涉、衍射演示仪（及相关的配件），单丝白炽灯、红灯、蓝色灯，自制的单缝衍射片，光波圆孔衍射管，游标卡尺． 3．演示泊松亮斑，激光发生器，小圆屏． 四、主要教学过程 （一）引入 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？ 提出问题：什么是波的衍射现象？ 演示水波的衍射现象，让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生对机械波衍射的回忆，然后再举声波的衍射例子．指出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． 水波、声波都会发生衍射现象，那么光是否也会产生衍射现象？若会产生，那么衍射图样可能是什么样呢？ （二）光的单缝衍射 （1）单缝衍射实验． 教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验．实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹． （2）简单分析衍射的形成． 展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许

大学物理光的衍射试题及答案

电气系\计算机系\詹班 《大学物理》（光的衍射）作业4 一 选择题 1．在测量单色光的波长时，下列方法中最准确的是 （A ）双缝干涉 （B ）牛顿环 （C ）单缝衍射 （D ）光栅衍射 [ D ] 2．在如图所示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a 稍稍变窄，同时使会聚透镜L 沿y 轴正方向作微小位移，则屏幕C 上的中央衍射条纹将 （A ）变宽，同时向上移动 （B ）变宽，不移动 （C ）变窄，同时向上移动 （D ）变窄，不移动 [ A ] [参考解] 一级暗纹衍射条件：λ?=1s i n a ，所以中央明纹宽度a f f f x λ ??2s i n 2t a n 211=≈=?中。衍射角0 =?的水平平行光线必汇聚于透镜主光轴上，故中央明纹向上移动。 3．波长λ=5500?的单色光垂直入射于光栅常数d=2×10－ 4cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （A ）2 （B ）3 （C ）4 （D ）5 [ B ] [参考解] 由光栅方程λ?k d ±=s i n 及衍射角2 π ?<可知，观察屏可能察到的光谱线的最大级次 64.310550010210 6 =??=<--λd k m ，所以3=m k 。 4．在双缝衍射实验中，若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离不变，而把两条缝的宽度a 略微加宽，则 （A ）单缝衍射的中央明纹区变宽，其中包含的干涉条纹的数目变少； （B ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目不变； （C ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目变多； （D ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目变少。 [ D ] [参考解] 参考第一题解答可知单缝衍射的中央主极大变窄，而光栅常数不变，则由光栅方程可知干涉条纹间距不变，故其中包含的干涉条纹的数目变少。或由缺级条件分析亦可。 5．某元素的特征光谱中含有波长分别为1λ=450nm 和2λ=750nm 的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处的谱线2λ主极大的级数将是 (A) 2、3、4、5… (B) 2、5、8、11… (C) 2、4、6、8… (D) 3、6、9、12… 【 D 】

高考物理光学知识点之几何光学解析含答案(2)

高考物理光学知识点之几何光学解析含答案(2) 一、选择题 1．有关光的应用，下列说法不正确的是（ ） A ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 B ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 C ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象 D ．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理 2．光在真空中的传播速度为c ，在水中的传播速度为v 。在平静的湖面上，距水面深h 处有一个点光源，在水面上某些区域内，光能从水面射出，这个区域的面积为（ ） A ．2222πv c v h - B ．2 22πc v h C ．222πv c v h - D ．2222)(πc v c h - 3．下列现象中属于光的衍射现象的是 A ．光在光导纤维中传播 B ．马路积水油膜上呈现彩色图样 C ．雨后天空彩虹的形成 D ．泊松亮斑的形成 4．某单色光在真空中传播速度为c ，波长为λ0，在水中的传播速度为v ，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n ，当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为i ，折射角为r ，下列正确的是（ ） A ．v= n c ，λ=n c 0λ B ．λ0=λn，v=sini csinr C ．v=cn ，λ= c v 0λ D ．λ0=λ/n，v= sinr csini 5．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a 、b 、c 三束单色光。比较a 、b 、c 三束光，可知() A ．当它们在真空中传播时，a 光的速度最大 B ．当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大 C ．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 D ．若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出的光电子最大初动能最大

大学物理习题答案 光的衍射

习题 19-1．波长为的平行光垂直照射在缝宽为的单缝上，缝后有焦距为的凸透镜，求透镜焦平面上出 现的衍射中央明纹的线宽度。 解：中央明纹的线宽即为两个暗纹之间的距离 利用两者相等，所以： 19-2．波长为和的两种单色光同时垂直入射在光栅常数为的光栅上，紧靠光栅后用焦距为的透镜 把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。 解：两种波长的第三谱线的位置分别为x1,x2 所以, 19-3．在通常的环境中，人眼的瞳孔直径为。设人眼最敏感的光波长为，人眼最小分辨角为多大？如果窗纱上两根细丝之间的距离为，人在多远处恰能分辨。 解：最小分辨角为： 如果窗纱上两根细丝之间的距离为，人在多远处恰能分辨。 19-4．已知氯化钠晶体的晶面距离，现用波长的射线射向晶体表面，观察到第一级反射主极大， 求射线与晶体所成的掠射角. 解, 第一级即k=0。 19-5,如能用一光栅在第一级光谱中分辨在波长间隔，发射中心波长为的红双线，则该光栅的总缝 数至少为多少？ 解：根据瑞利判据： 所以N=3647。 19-6．一缝间距d=0.1mm，缝宽a=0.02mm的双缝，用波长的平行单色光垂直入射，双缝后放 一焦距为f=2.0m的透镜，求：（1）单缝衍射中央亮条纹的宽度内有几条干涉主极大条纹；（2） 在这双缝的中间再开一条相同的单缝，中央亮条纹的宽度内又有几条干涉主极大？ 解, 所以中央亮条纹位置为： 中央明条纹位于：中心位置的上下方各0.06m处。 而干涉条纹的条纹间距为： 中央明条纹在中心位置的上下方各0.006m的位置上，第K级明条纹的位置为： 所以对应的k=4， 即在单缝衍射中央亮条纹的宽度内有9条干涉主极大条纹（两边各四条+中央明纹）。 （2）在这双缝的中间再开一条相同的单缝, 干涉条纹的条纹间距将变为： 中央明条纹在中心位置的上下方各0.012m的位置上，第K级明条纹的位置为： 所以对应的k=2， 即在单缝衍射中央亮条纹的宽度内有5条干涉主极大条纹（两边各两条+中央明纹）。

高中物理-光的衍射练习题

高中物理-光的衍射练习题 基础·巩固 1.肥皂泡在太阳光照射下呈现彩色是_______________现象；露珠在太阳光照射下呈现彩色是_______________现象；通过狭缝观看太阳光时呈现彩色是_______________现象. 答案：光的干涉光的色散光的衍射 2.凡是波都具有衍射现象，而把光看作直进的条件是________________________________.要使光产生明显衍射的条件是_____________________________________________. 答案：障碍物或孔的尺寸比波长大得多障碍物或孔的尺寸可与光波长相比或比光波长小3.试回答下列各现象分别属于哪种现象? (1)通过狭缝看日光灯的周围有彩色条纹，是_______________现象； (2)阳光下的肥皂泡表面呈现出彩色花纹，是_______________现象； (3)通过放大镜看物体的边缘是彩色的，这是_______________现象； (4)光学镜头上涂一层增透膜是利用_______________现象来减少光的反射损失； (5)通过尼龙织物看白炽灯丝周围呈现彩色，是_______________现象. 解析：根据物体产生干涉和衍射的现象，产生条件和分布规律进行判断. 答案：衍射干涉色散干涉衍射 4.如图13-5-5所示，甲、乙是单色光通过窄缝后形成的有明暗相间条纹的图样，则下列说法中哪一个是正确的（） 图13-5-5 A.甲是光通过单缝形成的图样，乙是光通过双缝形成的图样 B.甲是光通过双缝形成的图样，乙是光通过单缝形成的图样 C.甲、乙都是光通过单缝形成的图样 D.甲、乙都是光通过双缝形成的图样 解析：由干涉图样和衍射图样可知，甲是光通过单缝形成的衍射图样，乙是光通过双缝形成的干涉图样，A选项正确. 答案：A 5.关于衍射，下列说法中正确的是（） 图13-5-6 A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的后果 B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象 C.一切波都很容易发生明显的衍射现象 D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 解析：衍射图样是很复杂的光波叠加现象，双缝干涉中光通过狭缝时均发生衍射现象，一般

大学物理--光的衍射发展史

光的衍射发展史 摘要：光的衍射是光的波动性的重要标志之一，从衍射的发现到衍射的应用经历了几百年的时间，期间花费许多科学家的 心血，他们发挥了惊人的智慧，为光学的发展作出了巨大贡

献。 关键词：【干涉现象】【发现】【惠更斯-菲涅耳原理】【应用】【发展】【原因】 背景： 光的衍射是光的波动性的重要标志之一，光在传播过程中所呈现的衍射现象，进一步揭示了光的波动本性。同时衍射也是讨论现代光学问题的基础。波在传播中表现出衍射现象，既不沿直线传播而向各方向绕射的现象。 论述： 1.光的干涉现象 光的干涉现象是几束光相互叠加的结果。实际上即使是单独的一束光投射在屏上，经过精密的观察，也有明暗条纹花样出现。例如把杨氏干涉实验装置中光阑上两个小孔之一遮蔽，使点光源发出的光通过单孔照射到屏上，仔细观察时，可看到屏上的明亮区域比根据光的直线传播所估计的要大得多，而且还出现明暗不均匀分布的照度。光通过狭缝，甚至经过任何物体的边缘，在不同程度上都有类似的情况。把一条金属细线（作为对光的障碍物）放在屏的前面，在影的中央应该是最暗的地方，实际观察到的却是亮的，这种光线绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强不均匀的分布的现象叫做光的衍射。 光的衍射现象的发现，与光的直线传播现象表现上是矛盾的，

如果不能以波动观点对这两点作统一的解释，就难以确立光的波动性概念。事实上，机械波也有直线传播的现象。超声波就具有明显的方向性。普通声波遇到巨大的障碍物时，也会投射清楚的影子，例如在高大墙壁后面就听不到前面的的声响。在海港防波堤里面，巨大的海浪也不能到达。微波一般也同样是以直线传播的。衍射现象的出现与否，主要决定于障碍物线度和波长大小的对比。只有在障碍物线度和波长可以比拟时，衍射现象才明显的表现出来。声波的波长可达几十米，无线电波的波长可达几百米，它们遇到的障碍物通常总远小于波长，因而在传播途中可以绕过这些障碍物，到达不同的角度。一旦遇到巨大的障碍物时，直线传播才比较明显。超声波的波长数量级小的只有几毫米，微波波长的数量级也与此类似，通常遇到的障碍物都远较此为大，因而它们一般都可以看作是直线传播。 光波波长约为3.9-7.6×10 cm ，一般的障碍物或孔隙都远大于此，因而通常都显示出光的直线传播现象。一旦遇到与波长差不多数量级的障碍物或孔隙时，衍射现象就变的显著起来了。 2.光的衍射的发现 光的衍射，是由意大利物理学家格里马尔迪（Grimaldi,Francesco Maria）（1618-1663）发现的。他发现在点光源的照射下，一根直竿形成的影子要比假定光以直线传播所应有的宽度稍大一些，也就是说光并不严格按直线传播，而会绕过障碍物前进。后来，他让一束光通过两个（前后排列的）

内蒙古高三物理单元知识点测试87《光的衍射》

内蒙古新人教版物理高三单元测试87：《光的衍射》学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题共75分） 评卷人得分一、选择题（本题共15小题，每小题5分，共75分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分） 1.下列哪些现象是光衍射产生的( ) A．著名的泊松亮斑 B．阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑 C．光照射到细金属丝上在其后面屏上得到的阴影中间出现亮线 D．阳光经凸透镜后形成的亮斑 2.用显微镜观察细微结构时常常会受到光的衍射的影响而观察不清楚，因此，在观察细微结 构时就需要用波长短波动性弱的射线作光源，现在使用的电子显微镜和质子显微镜就是这样 的高分辨率的显微镜，那么下列关于这两种显微镜使用过程中的判定正确的有（） A、在相同的加速电压下，电子显微镜的分辨率高一些 B、观察铝箔的晶格结构时，在相同的加速电压下，最好选用质子显微镜 C、在云室中进行实验观察时，在相同的加速电压下，最好选用电子显微镜 D、这两种显微镜的相关性能和使用没有区别 3.关于衍射现象，下列说法正确的是 A．泊松亮斑是光的衍射现象 B．当障碍物的尺寸比波长大很多时，能发生明显的衍射现象 C．缝的宽度越小，光的传播路线越接近直线 D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 4.室内的人隔着墙能听到室外的谈话声，而看不见谈话的人，这是因为

华理工大学大学物理习题之光的衍射习题详解

习题七 一、选择题 1．在单缝衍射实验中，缝宽a = 0.2mm ，透镜焦距f = 0.4m ，入射光波长λ= 500nm ，则在距离中央亮纹中心位置2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？ [ ] （A ）亮纹，3个半波带； （B ）亮纹，4个半波带； （C ）暗纹，3个半波带； （D ）暗纹，4个半波带。 答案：D 解：沿衍射方向，最大光程差为 3 36210sin 0.21010m=1000nm=20.4x a a f δθλ---?=≈=??=，即22422 λλδ=??=?。因此，根据单缝衍射亮、暗纹条件，可判断出该处是暗纹，从该方向上可分为4个半波带。 2．波长为632.8nm 的单色光通过一狭缝发生衍射。已知缝宽为1.2mm ，缝与观察屏之间的距离为D =2.3m 。则屏上两侧的两个第8级极小之间的距离x ?为 [ ] （A ）1.70cm ； （B ）1.94cm ； （C ）2.18cm ； （D ）0.97cm 。 答案：B 解：第 k 级暗纹条件为sin a k θλ=。据题意有 2tan 2sin 2k x D D D a λθθ?=≈= 代入数据得 92 3 8632.8102 2.3 1.9410m=1.94cm 1.210 x ---???=??=?? 3．波长为600nm 的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3 mm 的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全部级数为 [ ] （A ）0、±1、±2、±3、±4； （B ）0、±1、±3； （C ）±1、±3； （D ）0、±2、±4。 答案：B 解：光栅公式sin d k θλ=，最高级次为3 max 6 2.510460010d k λ--?===?（取整数）。又由题意知缺级条件2a b k k k a +''= =，所以呈现的全部光谱级数为0、±1、±3（第2级缺，第4级接近90o衍射角，不能观看）。 4．用白光（波长范围：400nm-760nm ）垂直照射光栅常数为2.0×10-4 cm 的光栅，则第一级光谱的张角为 [ ]

高三物理高考复 习题：光的衍射

高三物理复习题：光的衍射 一、习题精选 1、关于衍射的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、双红干涉中也存在衍射现象 C、一切波都很容易发生明显的衍射现象 D、影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 2、用一只灯泡照亮一个带有孔径可调的圆孔的遮光板，如果圆孔的直径由几厘米逐渐减小到零，则遮光板后面光屏上：先出现（），接着出现（），再出现（），最后是（）． 3、用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸遮住其中的一条缝，则屏上出现：（） A、无条纹，只是一片红光； B、既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像 C、原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱 D、仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样 4、用游标卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到 0.8mm，看到的现象是：（） A、衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显； B、衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明财 C、衍射条纹的间距不变，只是亮度增强Z D、以上现象都不会发生 5、关于光的干涉和衍射现象，下述说法正确的是：（） A、光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理； B、光的干涉条纹里彩色的，衍射条纹是黑白相间的； C、光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象说明光具有粒子性； D、光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果 答案： 1、AB 2、圆形亮斑；灯丝倒像；圆环形的衍射图样；屏上一片黑暗 3、D 4、A 5、D

二、典型例题 典型例题1--关于光的衍射知识要点辨析 关于衍射的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、从双缝干涉中也存在折射现象 C、一切波都很容易发生明显的衍射现象 D、影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 分析与解答： 对于选项A，衍射现象是光通过单缝或孔形成的，但通过单缝（或孔）很窄（小）这些光波在相遇的区域里必然发生叠加于是就出现了条纹．故A正确。对选项B双缝干涉中，每缝中透过的光自身必然发生衍射，因为它完全符合衍射的条件，故B亦正确 至于选项C，一切波都能发生衍射，但并不是一切破都容易发生明显的衍射，要发生明显的衍射，必须满足小孔（或障碍物）的尺度小于或近似等于波长，而有些被长是极短的（例如γ射线）所以就不易发生明显的衍射现象，故C错，选项D也是错的，影的出现只不过是障碍物的尺度远远大于波长，没能发生明显衍射，而且衍射是波的本质属性，并不能以是否被发现而改变，仔细观察便会发现：影的边缘是模糊的，也就是说已经发生了衍射，但不明显罢了，实际上“影的出现”与“衍射条纹”是光波在不同条件下的表现．故选AB 典型例题2——关于光的衍射现象 关于光的衍射现象，下面说法正确的是（） A、红光的单缝衍射图样是红黑相间的直条纹 B、白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射 分析与解答： 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边线很模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．综合以上分析，选项A、C正确

哈尔滨市人教版物理高二选修2-3 3.3光的衍射同步训练

哈尔滨市人教版物理高二选修2-3 3.3光的衍射同步训练 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共15题；共30分) 1. （2分）(2017·北京模拟) 物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步．彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高．利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的方向、流速的大小和性质．计算机辅助X射线断层摄影，简称CT．工作时X射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收．由于人体各种组织的疏密程度不变，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变．根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是（） A . 彩超和CT工作时都向人体发射的波都是电磁波 B . CT工作时利用了波的衍射现象 C . CT和彩超工作时向人体发射的波都是横波 D . 彩超工作时利用了多普勒效应 2. （2分） (2017高二下·抚州期中) 观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是（） A . 衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B . 衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C . 衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D . 以上现象都不会发生 3. （2分）关于光，下列说法中正确的是（） A . 刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的色散现象 B . 光的偏振现象，说明光是一种横波

《大学物理教程》郭振平主编第四章 光的衍射

第四章 光的衍射 一、基本知识点 光的衍射：当光遇到小孔、狭缝或其他的很小障碍物时，传播方向将发生偏转，而绕过障碍物继续前行，并在光屏上形成明暗相间的圆环或条纹。光波的这种现象称为光的衍射。 菲涅耳衍射：光源、观察屏（或者是两者之一）到衍射屏的距离是有限的，这类衍射又称为近场衍射。 夫琅禾费衍射：光源、观察屏到衍射屏的距离均为无限远，这类衍射也称为远场衍射。 惠更斯－菲涅耳原理：光波在空间传播到的各点，都可以看作一个子波源，发出新的子波，在传播到空间某一点时，各个子波之间可以相互叠加。这称为惠更斯－菲涅耳原理。 菲涅耳半波带法：将宽度为a 的缝AB 沿着与狭缝平行方向分成一系列宽度相等的窄条，1AA ，12A A ，…，k A B ，对于衍射角为θ的各条光线，相邻窄条对应点发出的光线到达观察屏的光程差为半个波长，这样等宽的窄条称为半波带。这种分析方法称为菲涅耳半波带法。 单缝夫琅禾费衍射明纹条件：sin (21)(1,2,...)2 a k k λ θ=±+= 单缝夫琅禾费衍射暗纹条件：sin (1,2,...)a k k θλ =±= 在近轴条件下，θ很小，sin θθ≈, 则第一级暗纹的衍射角为 1a λ θ±=± 第一级暗纹离开中心轴的距离为 11x f f a λ θ±±==±, 式中f 为透镜的焦距。 中央明纹的角宽度为 112 a λ θθθ-?=-= 中央明纹的线宽度为 002tan 2l f f f a λ θθ=≈?=

衍射图样的特征： ① 中央明纹的宽度是各级明纹的宽度的两倍，且绝大部分光能都落在中央明纹上。 ② 暗条纹是等间隔的。 ③ 当入射光为白光时，除中央明区为白色条纹外，两侧为由紫到红排列的彩色的衍射光谱。 ④ 当波长一定时，狭缝的宽度愈小，衍射愈显著。 光栅: 具有周期性空间结构或光学性能（透射率，反射率和折射率等）的衍射屏，统称为光栅。 光栅常数: 每两条狭缝间距离d a b =+称为光栅常数。a 为透光部分的狭缝宽度，b 为挡光部分的宽度。 光栅衍射明纹的条件：()sin (0,1,2,...)a b k k θλ+=±= 光栅光谱：用白色光照射光栅时，除了中央明纹外，将形成彩色的光栅条纹，叫做光栅光谱。 缺级：屏上光栅衍射的某一级主极大刚好落在单缝的光强为零处，则光栅衍射图样上便缺少这一级明纹，这一现象称为缺级。 缺极的条件： ()sin sin a b k a k θλ θλ +=±??? '=±?? 发生缺极的主极大级次： (1,2,)a b k k k a +''= =?? 圆孔衍射: 中央亮斑（艾里斑）外面出现一些明暗交替的同心圆环。光能的84％集中在中央亮斑。 第一暗环对应的衍射角: 1.22 D λ θ= , 式中λ是光波的波长，D 是圆孔的直径。 瑞利判据: 两个点光源经圆孔衍射后形成两个衍射花样。能够区分两点的极限是，一个点的衍射图样的中央极大值与另一点的衍射图样的第一极小值重合，这时由两个衍射图样合

《大学物理AII》作业 No.05 光的衍射

习题版权属物理学院物理系 《大学物理AII 》作业 No.05 光的衍射 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、选择题： 1．根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的 [ D ] (A) 振动振幅之和 (B) 光强之和 (C) 振动振幅之和的平方 (D) 振动的相干叠加 解：根据惠更斯－菲涅尔原理，P 点光强决定于所有子波传到P 点的振动的相干叠加。 故选D 2．在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变大时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹 [ A ] (A) 对应的衍射角变小 (B) 对应的衍射角变大 (C) 对应的衍射角也不变 (D) 光强也不变 解：由夫琅禾费单缝衍射各级衍射条纹的半角宽度a 2sin λ = ?知：缝宽a 变大时?sin 减小，对应的衍射角?将变小。 故选A 3．在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中，若将单缝沿 透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹 [ C ] (A) 间距变大 (B) 间距变小 (C) 不发生变化 (D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化 解：单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，各条光线间的光程差不变，则由单缝夫琅和费衍射实验规律知屏上衍射条纹不发生任何变化。 故选C 4．若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好? [ D ] (A) mm 100.11-? (B) mm 100.51-? (C) mm 100.12-? (D) mm 100.13-? 解：由光栅公式d k λ ?=sin ，因衍射角?大些便于测量，所以d 不能太大。 假设用第一级衍射条纹，即取k ＝1，对于波长：()m 1057 -?=λ的可见光 若光栅常数mm 100.12 -?=d ，则25 7 105100.1105sin ---?=??=? 若光栅常数mm 100.13 -?=d ，则5.010 0.1105sin 6 7=??=--? 故选D λ

怀仁一中高二物理学案：13.5光的衍射

怀仁一中高二年级物理学案153 课题：§13、5光的衍射 学习目标：1、观察光的衍射现象 2、知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件 3、能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析 4、初步了解衍射光栅 重点难点：重点是光的衍射的条件 学习过程： 复习与回顾： 1、什么是波的衍射现象？___________________________________ 2、机械波发生衍射的现象及条件___________________________________________ 3、干涉和衍射是波特有的现象，那么光能发生干涉，说明光是一种波。这就说明光应该也能发生衍射，那么，光如果能发生衍射，那光的衍射现彖又该是什么样的呢？ 4、为什么我们在日常生活中观察不到光的衍射？ 5、已知红光的折射率用1.513,请同学们计算红光在真空中的波长X二？ 【导读】仔细阅读教材Pew,完成学习目标 【导思】 2、什么是光的衍射？ _______________________________________ 2、产生明显光的衍射现象的条件是_____________________________________________ 3、各种单色光的衍射条纹完全相同吗？__________________________ 4、“泊松亮斑”说明什么？ 5、能区分圆孔衍射和圆板衍射的图样 【动动手】请同学们用手边的材料自制一个简易观察光的衍射现象的实验器材并亲自观察一下吧！ 【典例分析】 1、光的衍射现象，下而说法正确的是（） A、红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹. B、白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射. D、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 1、分析以下现象产生的原因:

高考物理光的衍射专项练习附解析

高考物理光的衍射专项练习（附解析） 高考物理光的衍射专项练习（附解析） 1、在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列说法正确的是() A．缝越窄，衍射现象越显著 B．缝越宽，衍射现象越显著 C．照射光的波长越长，衍射现象越显著 D．照射光的频率越高，衍射现象越显著 答案解析：缝的宽度越接近光波的波长，衍射越显著， 因缝越窄，越接近光的波长，故选项B错误，选项A正确；光波的波长越长，越接近缝的宽度，衍射越显著，选项 C正确；光的频率越高，波长越小，衍射越不显著，选 项D错误． 答案：AC 2、将一个大的不透明障碍物上的正三角形孔从边长 10cm逐渐减小到零，让阳光从孔中通过，在障碍物后暗 箱中的屏上可看到什么现象？ 答案解析：开始阶段，孔比较大，在屏上得到一个正三 角形亮斑，如图甲所示。随着孔的减小，亮斑也变小； 孔再小，在亮斑周围出现一个亮度比较弱的圆，这是小 孔成像，如图乙所示。继续减小小孔的尺寸，在光屏上

出现彩色的衍射图样，这时是明显的衍射现象；孔再小，光线再弱，直到什么也看不见。 3、如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片。 (1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系。 (2)试说明照片(4)中中央条纹的颜色及成因。 答案解析：(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图(1)到图(4)，衍射现象越来越明显，说明两测量脚间 的狭缝越来越小，因此由图(1)到图(4)四张照片对应的 两测量脚间的宽度越来越小。 (2)图(4)中中央条纹的颜色为白色，因为各种色光在屏 中央均为亮条纹，七色光叠加后，中央条纹即为白色。4、沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是 由于这种情况下() A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有频率较小的一部分光才能到达地面 答案BD 解析：据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长

江苏省2018高考物理专项复习试题：光的干涉、光的衍射、光的偏振、激光光的衍射练习(1)含答案

光的衍射课后练习(1) 1．关于波的衍射现象，下列说法正确的是（ ) A．某些波在一定条件下才有衍射现象 B.某些波在任何情况下都有衍射现象 C．一切波在一定条件下才有衍射现象 D.一切波在任何情况下都有衍射现象 2． .凡是波都具有衍射现象，而把光看作直进的条件是________________________________.要使光产生明显衍射的条件是_____________________________________________. 3．下列现象中能产生明显衍射现象的是（） A．光的波长比孔或障碍物的尺寸小 B．光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比 C．光的波长等于孔或障碍物的尺寸 D．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多 4．为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。 其中广播电台用的电磁波波长为550m，电视台用的电磁波波长为0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发_____信号，这是因为该信号的波长太______，不易发生明显衍射。 5．有关光的应用，下列说法不正确的是（） A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象 C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理 D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象 6．下列说法中正确的是（） A．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性 B．电磁波和机械波都只能在介质中传播 C．光的偏振现象说明光是纵波 D．电子束通过铝箔能发生衍射现象，说明电子具有波动性 7．对衍射现象的定性分析，不正确的是( ) A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象 B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论 8．下列电磁波，其衍射能力由强到弱的顺序排列正确的是（） A．红外线、可见光、紫外线、γ射线 B．γ射线、可见光、红外线、无线电波

光的衍射教案

选修3-4光的衍射 一、教材分析 《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4的教学内容，主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。 二、教学目标 1、知识目标 （1）通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识. （2）通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律. 2、能力目标 （1）通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想. （2）在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力. 3、情感、态度和价值观目标： 通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德. 三、教学重点难点 1、教学重点 单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件. 2、教学难点 衍射条纹成因的初步说明. 四、学情分析（根据个人情况写） 五、教学方法 1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想. 2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现. 3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解. 六、教学用具 JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学

生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）. 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 复习水波的衍射 ［投影水波衍射图片 ［师］请大家看这几幅图片，回忆一下相关内容，回答下面两个问题： 1.什么是波的衍射？ 2.图10—27中哪一幅衍射现象最明显？说明原因. ［生1］（议论后，一人发言）波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10—27中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小. ［师］前一个问题回答得很好，后一个问题有没有同学还有其他看法？ ［生2］我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小，但不一定就是发生明显衍射现象的原因，我们应该用它跟波长比. ［师］很好，大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么？ ［生总结］障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多. （二）情景导入、展示目标 光的衍射实验 ［师］通过上一节课光的干涉的学习，我们知道光是具有波动性的，光既然是一种波，那么在传播过程中也应该具有衍射的现象，大家有没有见过光的衍射现象呢？能举出例子吗？（学生讨论后，一致认为，光波也应有衍射本领，但无法举出例子） ［师］根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件，大家说说看，为什么平时我们不易观察到光的衍射？ ［生］可能是因为光波波长很短，而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大，所以不易观察到光的衍射现象. ［师］很有道理，大家来想想办法解决这一问题. （三）合作探究、精讲点拨 （学生讨论，设计出多种实验观察方案，绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件，教师加以肯定鼓励）

人教版高中物理 教案2--选修3-4第十三章第5节光的衍射教案

学校：临清实验高中：物理编写人：王凤君审稿人：孔庆生 选修3-4第十三章第5节光的衍射 一、教材分析 《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容，主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。 二、教学目标 1、知识目标 （1）通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识. （2）通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律. 2、能力目标 （1）通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想. （2）在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力. 3、情感、态度和价值观目标： 通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德. 三、教学重点难点 1、教学重点 单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.

2、教学难点 衍射条纹成因的初步说明. 四、学情分析（根据个人情况写） 五、教学方法 1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想. 2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现. 3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解. 六、教学用具 JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）. 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 复习水波的衍射 ［投影水波衍射图片（试验修订本第二册P14图10—26，10—27）］ ［师］请大家看这几幅图片，回忆一下相关内容，回答下面两个问题： 1.什么是波的衍射？ 2.图10—27中哪一幅衍射现象最明显？说明原因. ［生1］（议论后，一人发言）波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10—27中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小.

大学物理光的衍射试题及答案

电气系\计算机系\詹班 《大学物理》(光的衍射)作业4 一 选择题 1.在测量单色光的波长时,下列方法中最准确的就是 (A)双缝干涉 (B)牛顿环 (C)单缝衍射 (D)光栅衍射 [ D ] 2.在如图所示的夫琅与费衍射装置中,将单缝宽度a 稍稍变窄,同时使会聚透镜L 沿y 轴正方向作微小位移,则屏幕C 上的中央衍射条纹将 (A)变宽,同时向上移动 (B)变宽,不移动 (C)变窄,同时向上移动 (D)变窄,不移动 [ A ] [参考解] 一级暗纹衍射条件:λ?=1sin a ,所以中央明纹宽度a f f f x λ ??2sin 2tan 211=≈=?中。衍射角0=?的 水平平行光线必汇聚于透镜主光轴上,故中央明纹向上移动。 3.波长λ=5500?的单色光垂直入射于光栅常数d=2×10－ 4cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 [ B ] [参考解] 由光栅方程λ?k d ±=sin 及衍射角2 π ?< 可知,观察屏可能察到的光谱线的最大级次 64.310 550010210 6 =??=<--λd k m ,所以3=m k 。 4.在双缝衍射实验中,若保持双缝S 1与S 2的中心之间的距离不变,而把两条缝的宽度a 略微加宽,则 (A)单缝衍射的中央明纹区变宽,其中包含的干涉条纹的数目变少; (B)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中包含的干涉条纹的数目不变; (C)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中包含的干涉条纹的数目变多; (D)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中包含的干涉条纹的数目变少。 [ D ] [参考解] 参考第一题解答可知单缝衍射的中央主极大变窄,而光栅常数不变,则由光栅方程可知干涉条纹间距不变,故其中包含的干涉条纹的数目变少。或由缺级条件分析亦可。 5.某元素的特征光谱中含有波长分别为1λ=450nm 与2λ=750nm 的光谱线,在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处的谱线2λ主极大的级数将就是