第四章光單元教學分析課件-高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

光單元教學分析選擇性必修1

新課程標準的要求、核心素養(yǎng)目標1概述新課程標準的要求、核心素養(yǎng)目標1新課程標準的要求1.3.1通過實驗，理解光的折射定律。會測量材料的折射率。1.3.2知道光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。初步了解光纖的工作原理、光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應用。

例1演示光沿水柱（或彎曲的玻璃柱）的傳播。

例2觀察光纜的結(jié)構(gòu)，分析光的全反射在光纖中是如何產(chǎn)生的。1.3.3觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應用。知道光是橫波，會用雙縫干涉實驗測量光的波長。

例3演示雙縫干涉和單縫衍射現(xiàn)象，觀察雙縫干涉和單縫衍射圖樣，并以

此說明光具有波的性質(zhì)。

例4利用生活中的器材設計實驗，觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象，討論薄膜干

涉的原因。1.3.4通過實驗，了解激光的特性。能舉例說明激光技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應用。物理觀念——物質(zhì)觀1、光的反射、折射、折射率4、光的衍射“物理觀念”是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華3、雙縫干涉、薄膜干涉核心素養(yǎng)目標2、全反射5、光的偏振物理觀念——能量觀1、光的反射、折射3、光的干涉、衍射、偏振從物理學視角形成的關(guān)于能量等的基本認識2、全反射科學思維——模型建構(gòu)、科學推理

構(gòu)建模型，推導、測量折射率，推導臨界角科學思維——模型建構(gòu)、科學推理

構(gòu)建模型，理解全反射棱鏡、光導纖維科學思維——模型建構(gòu)、科學推理

構(gòu)建模型，推導干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系科學思維——模型建構(gòu)、科學推理

構(gòu)建模型，理解光的偏振及應用產(chǎn)品介紹Productintroduction科學探究——問題、證據(jù)產(chǎn)品介紹Productintroduction科學探究——問題、證據(jù)產(chǎn)品介紹Productintroduction科學探究——問題、證據(jù)產(chǎn)品介紹Productintroduction科學態(tài)度與責任產(chǎn)品介紹Productintroduction科學態(tài)度與責任2新舊教材對比1.光的折射

實驗：測量玻璃的折射率2.全反射3.光的干涉4.實驗：用雙縫干涉測量光的波長5.光的衍射6.光的偏振

激光1.光的折射

實驗：測定玻璃的折射率2.光的干涉3.實驗：用雙縫干涉測量光的波長4.光的顏色色散5.光的衍射6.光的偏振7.全反射8.激光新舊教材對比新教材舊教材單元教學設計、教學內(nèi)容分析3單元教學設計光學幾何光學物理光學光的直線傳播光的反射光的折射折射定律折射率光的波動性光的粒子性光的干涉光的衍射光的偏振光電效應康普頓效應光的電磁波本性光的波粒二象性光子說全反射光全反射光的衍射全反射光的折射折射定律折射率測量玻璃的折射率全反射棱鏡光導纖維偏振光的衍射單元教學設計第一單元衍射光柵光的干涉光的雙縫干涉干涉條紋和波長關(guān)系薄膜干涉用雙縫干涉測量光的波長第二單元光的偏振實驗光的偏振及應用激光的特點及其應用幾何光學物理光學任務一：光的折射任務二：測量玻璃的折射率任務三：全反射第一單元：光的折射全反射（幾何光學）任務一：光的折射真實情境與核心任務真實情景：光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)核心任務：光的折射思維過程外顯與問題鏈1、光從空氣斜射到水中時，在水面處有什么現(xiàn)象？2、我們初中學過，返回原介質(zhì)的光，叫什么光？3、哪位同學回顧一下“反射定律”的內(nèi)容？4、除了有反射光，你還發(fā)現(xiàn)有其它光線嗎？5、折射光線、入射光線、法線的位置關(guān)系如何？6、觀察，光垂直入射時，入射角、折射角多大？

實驗演示：逐漸增大入射角……記錄入射時，折射角的數(shù)據(jù)7、入射角與折射角成正比嗎？8、分析數(shù)據(jù)，你猜想一下，入射角與折射角的關(guān)系？任務一：光的折射折射定律1、介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比、

與折射角的正弦成反比嗎？2、不同介質(zhì)中的折射率相同嗎？3、折射率是描述誰的物理量？4、光在不同介質(zhì)中的速度一樣嗎？5、介質(zhì)的折射率由誰決定？思維過程外顯與問題鏈任務一：光的折射折射率相關(guān)實驗推薦任務一：光的折射任務二：測量玻璃的折射率（單獨分組實驗）環(huán)節(jié)、情境與任務1：實驗原理2：實驗器材3：實驗過程與數(shù)據(jù)記錄4：數(shù)據(jù)處理5：誤差分析任務三：全反射真實情境與核心任務真實情景：光從玻璃射入空氣核心任務：光的全反射現(xiàn)象思維過程外顯與問題鏈1、觀察光由玻璃射入空氣發(fā)生什么現(xiàn)象？2、三條光線的亮度有什么不同？3、（逐漸增大入射角），觀察三條光線的亮度有什么變化？4、（增大到臨界角），觀察到了什么現(xiàn)象？此時光的強度如何？

此時如何計算玻璃的折射率？5、繼續(xù)增大入射角呢，你觀察到什么現(xiàn)象？6、逐漸減小入射角，什么時候折射光線出現(xiàn)？7、繼續(xù)減小入射角，你觀察到什么現(xiàn)象？光的強度如何變化？8、觀察光由空氣射入玻璃，逐漸增大入射角，還能看到全反射現(xiàn)象嗎？9、請你總結(jié)，什么情況下發(fā)生全反射？任務三：全反射相關(guān)實驗推薦任務三：全反射相關(guān)實驗、自然現(xiàn)象解釋任務三：全反射科學推理與論證請推導：光從平行玻璃磚射入空氣，在界面處能否發(fā)生全反射？任務三：全反射第二單元：光的干涉、衍射、偏振（物理光學）任務一：光的干涉任務二：雙縫干涉測量光的波長任務三：光的衍射任務四：光的偏振激光任務一：光的干涉真實情景1：雙縫干涉現(xiàn)象核心任務1：明暗條紋的產(chǎn)生真實情景2：薄膜干涉現(xiàn)象核心任務2：明暗條紋的產(chǎn)生真實情境與核心任務任務一：光的干涉教學策略：理論抽象：類比建立模型任務一：光的干涉思維過程外顯與問題鏈

學生觀察：在暗室中用氦氖激光器發(fā)出的紅色激光照射金屬擋板上的兩條平行狹縫，在白板上形成干涉條紋。1、你看到的條紋有何特點？條紋間距相等嗎？明暗相間嗎？2、類比水波干涉，請解釋明暗條紋是如何形成的？3、類比水波干涉，明條紋處，始終是峰峰相遇嗎？4、類比水波干涉，暗條紋處，是谷谷相遇嗎？5、白板向雙縫移動，還會有明暗相間的條紋嗎？（學生回答后，實驗檢驗）6、白板向雙縫移動后，條紋間距是如何變化的？任務一：光的干涉相關(guān)實驗推薦任務一：光的干涉科學推理與論證構(gòu)建模型，推導干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系任務二：實驗：用雙縫干涉測量光的波長環(huán)節(jié)、情境與核心任務1：實驗原理2：實驗器材3：實驗過程與數(shù)據(jù)記錄4：數(shù)據(jù)處理5：誤差分析任務三：光的衍射真實情景2：單縫衍射現(xiàn)象核心任務2：衍射條紋的產(chǎn)生真實情景1：為什么“聞其聲而不見其人？”核心任務1：回顧：發(fā)生明顯衍射的條件真實情境與核心任務任務三：光的衍射教學策略：理論抽象：類比建立模型相關(guān)實驗推薦任務三：光的衍射0.16mm0.08mm0.04mm0.02mm思維過程外顯與問題鏈

學生觀察：在暗室中用氦氖激光器發(fā)出的紅色激光照射金屬擋板上的單縫，在白板上形成衍射條紋。1、你看到的條紋有何特點？條紋間距相等嗎？明暗相間嗎？2、對比雙縫干涉條紋，這兩種圖樣有何不同？3、聯(lián)系干涉條紋，衍射條紋為何也是明暗相間？任務三：光的衍射認識提升任務三：光的衍射

光的直進，是幾何光學的基礎，光的衍射現(xiàn)象并沒有完全否定光的直進，而是指出了光的直進的適用范圍，即它的局限性。⑴光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的；⑵在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，也可以認為光是沿直線傳播的。⑶在障礙物的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小時，衍射現(xiàn)象十分明顯，這時就不能說光沿直線傳播了?？茖W漫步1任務三：光的衍射1、泊松亮斑科學漫步2任務三：光的衍射2、X射線衍射與雙螺旋1、各種小孔的衍射圓孔衍射方孔衍射三角孔衍射任務四：光的偏振激光真實情景：用偏振片觀察筆記本顯示屏

核心任務：光的偏振真實情境與核心任務任務四：光的偏振激光教學策略：理論抽象：類比建立模型思維過程外顯與問題鏈