高二物理《光的衍射》教案

1、浙江省衢州市仲尼中學(xué)高二物理光的衍射教案一、二、 學(xué)情分析：學(xué)生要認(rèn)真聽講，多聯(lián)系生活三、 教學(xué)目標(biāo)：1認(rèn)識(shí)光的衍射現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性有進(jìn)一步的了解2了解光產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長(zhǎng)、縫寬的定性關(guān)系3通過觀察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察、表述物理現(xiàn)象，概括其規(guī)律特征的能力，學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的實(shí)踐能力4通過對(duì)“泊松亮斑”的講述，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何理論都必須通過實(shí)踐檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論是否正確的標(biāo)準(zhǔn) 四、 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1通過眾多的光的衍射實(shí)驗(yàn)事實(shí)和衍射圖片來認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性2光的衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象根本上講都是光波的相干疊加3正確認(rèn)識(shí)光發(fā)生明顯衍射的條件4培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ逃龑W(xué)生重

2、視實(shí)驗(yàn)，重視實(shí)踐1演示水波衍射現(xiàn)象頻率可調(diào)的振源，發(fā)波水槽及相應(yīng)配件，水波衍射圖樣示意掛圖2演示光的單縫、圓孔衍射現(xiàn)象光的干涉、衍射演示儀，激光干涉、衍射演示儀(及相關(guān)的配件)，單絲白熾燈、紅燈、藍(lán)色燈，自制的單縫衍射片，光波圓孔衍射管，游標(biāo)卡尺3演示泊松亮斑，激光發(fā)生器，小圓屏五、 主要教學(xué)過程(一)引入光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？提出問題：什么是波的衍射現(xiàn)象？演示水波的衍射現(xiàn)象，讓學(xué)生回答并描述衍射現(xiàn)象的特征，喚起學(xué)生對(duì)機(jī)械波衍射的回憶，然后再舉聲波的衍射例子指出一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件

3、是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，那么光是否也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象？若會(huì)產(chǎn)生，那么衍射圖樣可能是什么樣呢？(二)光的單縫衍射(1)單縫衍射實(shí)驗(yàn)教師用光的干涉、衍射儀做單色光的單縫衍射，或用激光源來做單縫衍射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程中展示縫較寬時(shí)：光沿著直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰；減小縫寬，在縫較狹時(shí)：陰影區(qū)和亮區(qū)的邊界變得模糊；繼續(xù)減小縫寬光明顯地偏離直線傳播進(jìn)入幾何陰影區(qū)，屏幕上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋(2)簡(jiǎn)單分析衍射的形成展示衍射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光傳播到狹縫時(shí)，可把狹縫S看成許許多多個(gè)點(diǎn)光源，這些點(diǎn)光源發(fā)出的光在空間傳播相遇疊加決定了屏幕上各點(diǎn)位置的明暗情況(3)單縫衍射條紋的

4、特征(單色光的衍射圖樣)中央亮紋寬而亮兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗(4)學(xué)生動(dòng)手觀察單縫衍射教師分發(fā)單縫衍射觀察片，每片觀察片刻有二條寬度不同的單縫讓學(xué)生通過單縫分別觀察設(shè)在教室前、后的紅色燈、藍(lán)色燈的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生仔細(xì)觀察：同一縫紅色衍射條紋與藍(lán)色衍射條紋是否有區(qū)別？同一種色光，單縫寬度不同衍射條紋是否有區(qū)別？然后讓學(xué)生通過單縫觀察白熾燈的衍射圖樣引導(dǎo)學(xué)生分析歸納最后總結(jié)規(guī)律：波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)的(紅光)中央亮紋越寬，條紋間隔越大白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色(三)光的圓孔衍射(1)圓孔衍射

5、實(shí)驗(yàn)教師用激光干涉衍射儀做圓孔衍射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中展示孔較大時(shí)，光沿直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰，逐漸減小圓孔大小，當(dāng)圓孔減小到一定程度時(shí)出現(xiàn)環(huán)狀明暗相間同心圓的衍射圖樣(2)教師分發(fā)給學(xué)生手持“光波衍射”管，讓學(xué)生將小孔對(duì)準(zhǔn)教室前、后的紅色燈光源、藍(lán)色燈光源，觀察圓孔衍射圖樣(3)教師用激光干涉衍射儀裝上儀器配備的不同形狀小孔，演示光的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生觀察、記錄、描繪各式的衍射圖樣，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到光的衍射是一個(gè)極普遍的物理現(xiàn)象(四)演示：“泊松亮斑”教師向?qū)W生指出：不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣泊松亮斑(1)然后教師介紹這個(gè)一波三折的歷史故事繼而教師用激光干涉衍射儀中相應(yīng)的配件演示“泊松亮斑”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生腦海中對(duì)“泊松亮斑”圖樣有深刻印象指出任何物理理論的正確與否都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn) 六、 板書設(shè)計(jì)：光的衍射（1）：?jiǎn)慰p衍射 （2）：圓孔衍射 （3）：泊松亮斑 （4）：衍射光柵七、課后練習(xí)：1、通過狹縫看日光燈可見彩色花紋，是（ ）現(xiàn)象 A 單縫衍射 B 雙縫衍射 C 單縫干射 D 雙縫干射 2、沙塵暴是由于土地沙化引起的一種惡劣的氣象現(xiàn)象發(fā)生，（ ） A 只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能達(dá)到地面 B 只有頻率較大的一部分光才能