高二物理光衍射教案VIP

高二物理光衍射教案

《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，主要熟悉光的衍射以及衍射光栅的原理。

二、教学目标

1、学问目标

(1)通过试验观看，让同学熟悉光的衍射现象，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熟悉.

(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、力量目标

(1)通过争论和对单缝衍射装置的观看，理解衍射条件的设计思想.

(2)在仔细观看课堂演示试验和课外自己动手观看衍射现象的基础上，培育同学比较推理力量和抽象思维力量.

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，培育同学坚决的自信念、踏实勤奋的工作态度和科学讨论品德.

三、教学重点难点

1、教学重点

单缝衍射试验和圆孔衍射试验的观看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(依据个人状况写)

五、教学方法

1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射试验观看设想.

2.通过观看分析试验，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.通过对比熟悉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(同学自备)，日光灯(教室内一般都有)，直径5mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针(吸小钢珠用)，投影仪(本节课在光学试验室进行).

七、课时支配：1课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结怀疑

复习水波的衍射

[投影水波衍射图片(试验修订本其次册P14图1026，1027)]

[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1027中哪一幅衍射现象最明显?说明缘由.

[生1](谈论后，一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图1027中丙图衍射最明显，由于这里的孔宽度最小.

[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，但不肯定就是发生明显衍射现象的缘由，我们应当用它跟波长比.

[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、展现目标

光的衍射试验

[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当具有衍射的现象，大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?

(同学争论后，全都认为，光波也应有衍射本事，但无法举出例子)

[师]依据我们刚才复习的明显衍射现象的条件，大家说说看，为什么平常我们不易观看到光的衍射?

[生]可能是由于光波波长很短，而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大，所以不易观看到光的衍射现象.

[师]很有道理，大家来想想方法解决这一问题.

(三)合作探究、精讲点拨

(同学争论，设计出多种试验观看（方案），绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件，老师加以确定鼓舞)

[试验观看]

支配同学依据上面的设想，自制单缝和小孔.

1.用单缝观看日光灯光源.

2.用小孔观看单色点光源.

[师]请大家仔细观看，然后告知我你看到的现象.

(同学回答基本上有两类现象，一是观看到了单一的一条亮线或一个圆形亮点，二是观看到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)

[师]大家做得很仔细，有几位同学已胜利地观看到了光的衍射现象，现在我们再用更好的装置来一起观看一下光的衍射现象.

[老师演示]

在不透亮     的屏上装有一个宽度可以调整的单缝，用氦氖激光器照耀单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如右图2023所示.

调整单缝宽度演示，得出下列结果.

缝宽较宽较窄很窄极窄关闭

屏上现象一条较宽亮线一条较窄亮线亮线变宽、变暗并消失明暗相间条纹明暗条纹清楚、细小条纹消逝

[师]请大家将我们的试验结果与课本图208的几幅照片比较，总结一下光要发生明显的衍射应满意什么条件.

[生]当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时，光偏离了直线传播方向，发生了明显的衍射.

光的衍射现象

[师]大家通过试验观看看到，光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去，这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实，不仅单缝，还有圆孔，多条平行狭缝以及各种不同外形的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样，光发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小.

[师]下面我们再来观看一下圆孔和光栅的衍射现象.

(老师演示，将单缝分别换成圆孔和光栅，可以在屏上观看到清晰的明暗相间的圆环和清楚的明暗相间的条纹.)

[师]同学们已经留意到，在衍射现象中，常有一些亮线和暗线，据此大家来猜猜缘由.

[生]在干涉现象中我们也观看到明暗相间的条纹，我想这里的道理应当跟在干涉现象中差不多.

[师]猜想有道理.其实在光的衍射现象中，来自单缝或圆孔上不同位置的光，到光屏处的路程差满意肯定的特点，叠加时加强或减弱，形成明暗相间的条纹，这的确跟光的干涉原理是相像的，大家再考虑一下，假如用白光做衍射试验，条纹会怎样呢?

[生]条纹应当是彩色的，由于不同色光波长不同，在叠加时形成条纹位置也不一样，叠合时形成彩色.

[师]回答得特别好，大家明白了吗?

[生]明白.(老师指导同学用两支铅笔并拢观看日光灯衍射条纹)

光的衍射现象证明光具有波动性

[师]在光的本性熟悉的历史上有过一个泊松亮斑的故事，请大家来读一读.(同学阅读课文后的阅读材料)

[师]大家想不想看看这个亮斑?

[生]想.

(老师演示，用被磁化的钢针吸一粒钢珠，悬起，使激光束与钢珠球心在同始终线上，图2023就能在屏上观看到钢珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.)

[师]闻名物理家泊松依据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应当是一个亮斑，想借此驳倒菲涅耳的波动理论，菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战，通过多次试验，发觉圆板中心确有一个亮斑.这样泊松亮斑试验就成了光的波动理论的精彩验证.大家从这个故事得到什么启发.

[生1]试验对物理讨论有重要作用.

[生2]遇到别人的责疑，要冷静面对，不要轻易放弃自己的立场或观点.

[生3]科学要坚持真理，实事求是.

(同学的回答很全面，老师要准时确定鼓舞)

光的衍射图样

[师]除了前面试验观看到的衍射图样外，课本还为我们供应了一些，请大家仔细讨论和比较，总结它们各自的特点.

(指导同学阅读课本图2023以及首页彩图2，并争论干涉、衍射图样的异同)

[生]单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边渐渐减弱且较慢，单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮，两边是对称的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边渐渐减弱且较快，白光单缝衍射条纹中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹.

[师]总结得很好.

(四)反思总结，当堂检测。

(五)发导学案、布置预习。

1.课本练习二(1)(2)

2.课后用太阳光作光源，想出一些方法观看衍射现象，描述现象并分析.

九、板书设计

光的衍射

1、试验自制障碍物观看光能发