“光的衍射”和“泊松亮斑”的实验演示

高中《物理》第三册(必修加选修)第二十章第二节“光的衍射”中有较多的实验插图，阅读材料还有泊松亮斑的介绍．波发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小．光也是一种波，在一定条件下也会发生明显的衍射现象．教材上给出单色光通过狭缝和小孔发生衍射的照片，一般学校还可以用2513(GY-1型)激光光学演示仪在课堂上对单缝衍射、三缝衍射、光栅衍射、圆孔衍射和方孔衍射、矩形孔衍射、三角孔衍射等实验进行演示。     

光衍射的电磁理论

本文认为光的衍射是光波在传播过程中与障碍物相互作用的结果,根据光的电磁理论解释了光的衍射现象。     

光的干涉和衍射的个性与共性

光的干涉与衍射都是光的波动性的表现 ,都是光在遇到障碍物之后所表现出的光强分布不均匀现象 ,但两者之间既存在着不同的个性 ,同时又存在着相同的共性。由于光是一种波动 ,当遇到障碍物后 ,总是要产生叠加的效应 ,这对光的干涉和衍射来说应该都是相同的。但为什么有些时候表现为光的干涉 ,有些时候表现为光的衍射 ,有些时候干涉与衍射都同时存在着呢 ?对于一个纯干涉问题 (衍射现象可以忽略 ) ,光在传播过程中 ,其波阵面没有受到明显的限制 ,光的传播仍按直线进行。如油膜、肥皂膜、劈尖等干涉 ,光线通过这些障碍物后 ,其光程差是由这些障…     

光的衍射教学中易忽视的三个问题

１怎样才能称为“相比”？ 高中物理必修教材指出：“在光的波长比障碍物小得多的情况下，衍射现象不明显，光可以看作是直线传播的．在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候，衍射现象就十分明显了．” 障碍物怎样的尺寸才称得上可跟光的波长相比呢？今利用教材中的插图——单缝衍射照片提供的数据估算一下． 照片显示的是：用一束平行红光照射０．ｌｍｍ宽的单缝时，发生了很明显的衍射．红光的波长范围为０． ７７μｍ～０．６２ μｍ，不妨取λ＝０．７ μｍ，缝宽ｄ＝０．１ ｍｍ，故ｄ－λ＝１４３，即缝宽是波…     

两个衍射条件的区别

高中物理关于机械波的衍射,课文是以水波和声波为例,指出：“能够发生明显衍射现象的条件是,障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多．”关于光的衍射,课文的结论是：“在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候,衍射现象就十分明显了．”...     

“泊松亮斑”不再成为课堂的缺憾

人教版高中《物理》第三册（必修加选修）第29面以及司南版选修3—4第99面中，教材提出了光通过不透明圆板时会在影的中心出现亮斑——“泊松亮斑”．普通光源频率范围较宽加之光波波长极短，使教师很难通过实验让学生信服这一看似荒诞而又极具理性的现象，从而形成了教学上的缺憾．     

演示泊松亮斑的几个简易方法

高中物理教学中,在讲到光的衍射时,很多学生对教材中提到的著名的泊松亮斑现象将信将疑,而很多实验参考书中都没有详细介绍泊松亮斑的实验方法．为满足学生的求知愿望,使他们对泊松亮斑现象有一个正确的认识,笔者经过多次的探索和研究,设计了几个简易直观、材料易得的方法,既可作为课堂演示实验,亦可给有兴趣的学生在课外作为研究性实验．     

演示泊松亮斑的几个简易方法

高中物理教学中，在讲到光的衍射时，很多学生对教材中提到的著名的泊松亮斑现象将信将疑，而很多实验参考书中都没有详细介绍？白松亮斑的实验方法．为满足学生的求知愿望，使他们对泊松亮斑现象有一个正确的认识，笔者经过多次的探索和研究，设计了几个简易直观、材料易得的方法，既可作为课堂演示实验，亦可给有兴趣的学生在课外作为研究性实验...     

波的衍射、波的干涉习题归类分析

波的衍射和波的干涉现象是一切波特有的现象,关于这两种现象的习题归纳起来有下列几种类型:一、波的衍射现象判断类波绕过障碍物的现象叫做波的衍射.波的直线传播不是衍射现象,只有绕到障碍物阴影区域的现象才是明显的衍射现象,要弄清声波常见的几种现象:①反射——夏日雷声轰鸣不绝;余音绕梁,三日不绝;天坛回音壁;②衍射——隔墙有耳;只闻其声不见其人;③干涉——两频率相同的音叉发声时在空间产生的声音强弱相间的现象;④共鸣(发生体之间的共振现象)——钟鸣罄响;鸣沙的形成.二、波的衍射条件的分析类分析的依据是:障碍物(或小孔)的尺寸比…     

联系实际 与时俱进——近代物理专题指导

1．光的本性高考在该部分考查的重点以记忆的知识为主，同时附上一些理解的成分．考查形式多以1～2道选择题或填空题出现，其中命题频率较高的是光的干涉、光的衍射现象．光电效应定性分析、实验装置、干涉、衍射的条件，观察到的现象及应用，通常将本章内容与几何光学结合(如光在介质中的传播及折射率等)     

简易装置再现泊松亮斑

现行普通高级中学《物理》教科书中,在《光的衍射》这一节提到了菲涅耳在实验中观察到了著名的泊松亮班、而这是一个怎样的实验装置,书中讲得很简略。为此,笔者经过多次的探索和研究,设计了一种简易装置再现了泊松亮斑。实验依据:在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象十分明显。实验器材:玩具激光笔(市场上可购到),焦距为10cm的凹透镜,表面圆滑直径约2-3mm的小钢珠(百叶窗帘上的滚球也可),条形磁铁,大头针、光屏、光具座。实验装置图:实验过程:将激光笔、透镜、小钢球、光屏按上图顺序安装在光具座上,并且使…     

波的衍射、干涉习题归类分析

波的衍射和波的干涉现象是一切波特有的现象,关于这两种现象的习题归纳起来有下列几种类型:1波的衍射现象判断类波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。波的直线传播不是衍射现象,只有绕到障碍物阴影区域的现象才是明显的衍射现象。为此要弄清声波常见的几种现象:①反射———夏日雷声轰鸣不绝;余音绕梁,三日不绝;天坛回音壁;②衍射———隔墙有耳;只闻其声不见其人;③干涉———两频率相同的音叉发声时在空间产生的声音强弱相间的现象;④共鸣(发生体之间的共振现象)———钟鸣罄响;鸣沙的形成。2波的衍射条件的分析类分析的依据是:障碍物(或小孔…     

小圆孔的衍射,中央一定是亮斑吗?

在高中物理“光的本性”一章中 ,关于光的衍射一节 ,我们知道圆盘衍射几何影的中心永远是亮点 ,而对于小孔衍射 ,是否中心也一定为亮点呢 ?许多老师、学生都认为中心始终为亮斑 ,是这样吗 ?我们首先来看一下课本对该种情况的描述 :“但是 ,圆孔缩小到一定程度时 ,在屏 MN上就得到一些明暗的圆环 ,这些圆环达到的范围远远超过了根据光的直线传播所应照明的面积”(《必修本》第二册 ) .很显然 ,书本在这个问题上没有说小孔衍射中央一定为亮点 .那么 ,小孔衍射中央是否一定为亮点 ?下面我们就来探讨这个问题 .对于光的衍射 ,我们可以按光源 (…     

自制“泊松亮斑演示仪”

圆孔衍射和单缝衍射两个演示实验在光的衍射教学中做得较多,学生自然对这两种衍射图像很熟悉,但对圆屏衍射的图像——泊松亮斑却不熟悉.泊松亮斑实验属于演示实验,仅在人教版物理教材(选修3-4)11.5节中有介绍,且该实验几乎未在中学课堂上演示过. 一般而言,学生只是听说过泊松亮斑,没有亲眼见过泊松亮斑,因而圆屏衍射的图像——泊松亮斑是课堂教学中的一个难点.为增加学生对泊松亮斑的感性认识,笔者利用身边废旧的实验材料和网上购买的激光笔自制了一款“泊松亮斑演示仪”.     

自制泊松亮斑演示仪

正1自制实验仪器的原因在光的衍射教学中,圆孔衍射和单缝衍射这两个演示实验做得较多,学生对于这两种衍射图像很熟悉,但是对于圆屏衍射的图像——泊松亮斑不熟悉。泊松亮斑实验属于演示实验,只在人教版物理教材(选修3-4)11.5节中的科学足迹阅读材料中介绍过。该实验几乎没有在中学课堂上演示过,在实际教学中一直是一个空白。学生只是听说过泊松亮斑,没有亲眼看见过泊松亮斑,圆屏衍射的图像——泊松亮斑是课堂教学     

一种光的衍射教学演示仪

现行人教版高中《物理》选修3-4教材中,对＂光的衍射＂这一节的处理往往是基于单缝衍射、圆孔衍射和圆盘衍射3个实验,以此说明光发生明显衍射的条件和现象,不具新意.在实际教学过程中,由于所需仪器昂贵、操作过程复杂、现象不明显等原因,很多教师在课堂中往往不进行实验演示,而是通过课件里的图片进行说明、讲解过程.另一方面,所列举的衍射现象无非就是单缝衍射、泊松亮斑等,不具新意.     

自制泊松亮斑演示仪

1 自制实验仪器的原因 在光的衍射教学中,圆孔衍射和单缝衍射这两个演示实验做得较多,学生对于这两种衍射图像很熟悉,但是对于圆屏衍射的图像——泊松亮斑不熟悉.泊松亮斑实验属于演示实验,只在人教版物理教材(选修3-4)11.5节中的科学足迹阅读材料中介绍过.该实验几乎没有在中学课堂上演示过,在实际教学中一直是一个空白. 学生只是听说过泊松亮斑,没有亲眼看见过泊松亮斑,圆屏衍射的图像——泊松亮斑是课堂教学中的一个难点.     

衍射图样中为什么会出现明暗相间的条纹

实验表明，在光的衍射现象中，也形成了明、暗相间的图样，这个图样实际上也是由于衍射后的光波相互迭加和干涉形成的．例如，光在通过单缝时，单缝上的各点都可看作是新的点光源，以这些点光源为中心，再向四周空间传播，从而使光波绕进几何阴影中，形成衍射现象，且这无数个点光源发出的光在空间相遇进行迭加，就形成衍射图样．     

从光的衍射看显微技术的发展历程

人类对微观世界的无限渴望,孜孜追求是显微技术不断前进的动力.而光的波动性所引起的衍射极限,是影响分辨率的一大要素.从第一个光学显微镜到现在原子量级的分辨技术,其中的历程就是不断突破衍射极限的过程.1夫琅禾费圆孔衍射衍射是波绕过障碍物或小孔     

现代信息技术 学校腾飞的翅膀——石市第41中学信息技术教育纪实

蜡烛发着光，远远地躲在一个角落里，小机器人一路搜寻过来，探头探脑地看看这，看看那，只见它准确地绕过一个又一个障碍物．待发现目标后．靠近，停下，“嗤”一声．蜡烛应声而灭。足球场上，两个圆滚滚的机器人激战正酣，你一推，我一撞，亮亮的足球滚来滚去，究竟鹿死谁手，花落谁家，旁边的观众都崩紧了心弦……这是记者到石市第41中学采访时．看到的由学生们表演的机器人灭火比赛、