《5光的衍射》教学设计(河北省县级优课)x-物理教案

光的衍射教学目标●知识与技能：让学生认识光的衍射现象，知道光发生明显衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识；2、知道单缝、圆孔、圆板三种衍射图样特征；3、初步了解衍射光栅。●过程与方法：通过观察演示实验，培养学生比较推理能力和抽象思维能力。●情感态度与价值观：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.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。教学难点衍射条纹成因的初步说明。课时安排1课时教学过程引入新课：投影水波衍射图片，请同学回答以下问题：什么是波的衍射现象？发生明显衍射的条件是什么？通过光的干涉的学习，我们知道光具有波动性。光既然是一种波，那么光在传播过程中也应该具有衍射现象，本节课我们就来研究光的衍射。新课教学：提问：1、大家有没有见过光的衍射现象？2、为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射现象呢？一、光的衍射现象演示实验：单缝衍射在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝，用氦氖激光器照射单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如右图所示。调节单缝宽度演示，得出下列结果。实验现象：缝较宽时，与缝宽相当的亮条纹；缝较窄时，条纹的亮度有所降低，但是宽度增大。1、光的衍射：光在传播过程中遇到障碍物时，偏离了直线传播的方向绕到障碍物阴影区的现象，叫做光的衍射现象。衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样。请大家根据我们的实验结果，总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件。光发生明显衍射的条件：障碍物的尺寸与光的波长相差不多或比光的波长更小。提问：单缝衍射图样有什么特点？3、单缝衍射图样的特点：单色光：中央条纹亮而宽；两侧是对称的明暗相间的条纹，且亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱。白光：中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹。请同学观察下列衍射图样，分析衍射规律。4.单缝衍射规律：①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大。②单缝不变时，波长大的中央亮纹宽，条纹间距大。提问：单缝衍射图样和双缝干涉图样都是明暗相间的条纹，两者比较有什么不同？请同学观察双缝干涉与单缝衍射图样根据下表进行比较。双缝干涉单缝衍射条纹宽度条纹间距亮度提问：光通过狭缝会产生衍射，那光通过圆孔会怎样呢？二、圆孔衍射演示实验：实验现象：孔较大时，屏上出现清晰的光斑；孔较小时，屏上出现衍射图样。提问：圆孔衍射图样有什么特点？圆孔衍射图样的特点：单色光：中央为亮圆，周围是明暗相间的圆环，且亮度小。白光:中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。不只是单缝和圆孔能使光发生衍射，各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。历史上有个著名的衍射图样——泊松亮斑。三、圆板衍射通过视频观察“泊松亮斑”。中央有个亮斑——泊松亮斑。著名数学家泊松根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该是一个亮斑，想借此驳倒菲涅耳的波动理论。但是阿拉果通过多次实验，发现圆板中心确有一个亮斑。这样“泊松亮斑”实验就成了光的波动理论的精彩验证。思考：1、形成衍射图样的原因是什么？这是由于来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或削弱的结果。2、光的衍射现象说明了什么？①证明光具有波动性。②光沿直线传播，只是一种特殊情况四、衍射光栅请同学阅读课本P61回答以下问题：1、什么是衍射光栅？2、衍射光栅的原理是什么?3、衍射光栅的种类有哪些？巩固练习：1、对于单缝衍射实验现象，下面说法正确的是（）A．缝越窄，中央亮条纹的宽度越宽B．缝越宽，中央亮条纹的宽度越宽C．照射光的波长越短，衍射现象越明显D．照射光的波长越长，衍射现象越明显2、用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，他们的特点是（）A.用小圆盘时中央是暗的，用小孔时中央是亮的B.用小圆盘时中央是暗的，用小孔时中央是暗的C.中央均为亮点的同心圆条纹D.中央均为暗点的同心圆条纹3、如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（）A．甲为紫光的干涉图样B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的干涉图样D．丁为红光的干涉图样抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示.激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则（）A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了课堂小结：通过本节课的学习，我们知道了光在一定条件下也可以发生明显的衍射现象，通过观察实验总结出衍射图样的