2024-2025学年高中物理第十三章光4实验：用双缝干涉测量光的波长教案1新人教版选修3-4

PAGE1-第4节试验：用双缝干涉测量光的波长一、教学设计思路本节课是继《光的干涉》理论学习后，通过对试验原理、试验方法的学习及试验过程的体验，实现对光的干涉规律的进一步理解和驾驭。课堂教学依据教学重难点及学生的认知规律和学习爱好点，设计了从定性到定量、从简洁到困难、从理论到试验的教学主路途。一、定性到定量，相邻干涉条纹间距的表达式是本试验的试验原理，但不要求学生驾驭其数学推导过程，因此通过学生利用激光双缝干涉试验，定性探讨相邻干涉条纹间距影响因素，利用生动、好玩的过程体验，加深学生印象，并促进学生进一步对公式的理解与驾驭。二、从简洁到困难，激光干涉试验不仅简洁操作而且简洁视察到试验现象，通过对激光干涉试验仪器的相识，由简洁到困难，进一步在将白炽灯与激光对比的过程中驾驭各器具的功能与运用方法，为调出光明而清楚的干涉条纹奠定基础。三、从理论到试验，驾驭试验原理与试验方法是学生较好完成试验的基础，在老师的引导下，学生层层深化了解试验原理、试验器材及试验方法、试验留意事项，在此基础上有效绽开试验操作，实现高效课堂。物理试验教学的有效实施，能培育学生的试验操作实力、视察实力及发觉问题、分析问题和解决问题的物理实力，实现物理学科素养的有效培育。按部就班的教学过程设计，能立足学生最近发展区，为学生铺设学习支架，在潜移默化中化解学生的学习障碍，实现学问的有效构建。二、学习任务分析1.通过小组试验探究，定性探讨干涉条纹间距影响因素，激发新奇心与求知欲，培育创建性思维和实践实力，为后续试验原理的驾驭、试验仪器的运用、试验过程的胜利开展奠定基础。2.在定性试验探讨的基础上，通过对比激光与白炽灯的不同，并进一步设计如何利用白炽灯完成干涉试验，了解每个试验元件的作用及运用方法，学会科学设计试验仪器和试验方案的思维方法，并从中培育实践实力、自学实力及科学的探讨看法，进而体验探究科学的艰辛和喜悦。3.体验数字化传感器在物理试验中的高效性，感受数字化信息系统在科学试验中的重要探讨作用。三、学生分析1.学习本节课前学生虽然已经学习了《光的干涉》，对干涉图像及确定条纹间距的条件有了肯定的了解，但尚未形成条纹间距的表达式，通过对干涉现象的视察及相邻干涉条纹间距影响因素的探讨，可进一步驾驭试验原理与试验方法。2.通过对激光干涉试验与白炽灯干涉试验的对比与分析，驾驭各试验器材的功能及其运用方法，由浅入深、由简洁到困难，有助于学生的理解与驾驭，并在对比中加深学生印象，激发学生学习爱好，为后续快速驾驭如何调出光明和清楚的干涉条纹奠定基础。3.学生利用所学的干涉规律进行试验操作与视察，并测量光波波长，在实践过程中，有效促进学问的建构，体验学习物理的欢乐和价值，进一步培育物理学习与综合实践实力。四、教学目标 1.物理观念：(1)了解试验装置，知道试验原理及须要测量的物理量，(2)知道测量头的运用方法，会测量明条纹的间距，(3)知道滤光片和遮光筒的作用，理解试验中为了满意干涉条件采纳的方法，(4)知道获得志向干涉条纹的试验操作要求，2.科学思维：(1)会用限制变量的方法，分别探讨光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系，(2)会用累积法，削减试验中的偶然误差，3.试验探究：(1)经验试验过程，体会条纹间距测量时的试验方法。(2)会依据试验原理独立设计试验数据记录表并记录数据，进一步提升学生的科学探究意识、方案设计实力和分析数据实力。(3)会依据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长。4．科学看法与责任：(1)经验科学探究与学问建构过程，培育学生的科学探讨看法和团体合作意识，体验探究科学的艰辛与喜悦。(2)通过探究学习活动，懂得严谨科学看法的重要性，增加理论联系实际的自觉性。五、教学用具1.学生器材：激光笔（红光、绿光）、光屏双缝板、学生试验配套仪器2.演示仪器：强激光笔、双缝板、光屏3.多媒体设备、光传感器六、教学过程老师活动学生活动设计意图环节一.定性探讨干涉条纹间距影响因素:1.演示试验：将激光透过双缝后的干涉图投在光屏上，并渐渐变更光屏到双缝的距离，引导学生视察干涉图像，并思索干涉条纹间距的影响因素。2.提问：干涉条纹的间距可能与哪些因素有关？一.视察与思索：视察干涉图像并揣测条纹间距影响因素。二.分组探究试验：1.依据揣测，分组试验，用限制变量法探究条纹间距的影响因素。2.汇报试验方案及试验结论。一.通过对干涉图像的视察及其条纹间距影响因素的定性探究，激发学生进一步探讨条纹间距表达式的新奇心与求知欲。二.利用激光试验视察干涉现象，有助于学生了解试验装置、试验原理，把握试验关键、化解试验障碍。环节二.试验测量光波波长:1.在激光双缝干涉试验的基础上，引导学生如何将白炽灯光转化成符合试验要求的相干光源。2.引导学生了解试验装置及相应试验功能。3.引导学生利用试验原理，设计试验方案。4.引导学生视察两套已经放置好的试验器具中的试验现象，激发学生思索怎样才能调出光明而又清楚的干涉条纹。5.引导学生了解试验留意事项并指导学生有效开展测量试验。6.提问：如何有效削减试验误差？7.展示红光与绿光的波长范围一.相识试验装置:在激光双缝干涉试验的基础上，基于激光光源与白炽灯光源的区分，了解各试验装置的功能，思索并设计试验装置。二.了解试验留意事项：视察两套试验器材，有的能看到光明的干涉条纹，而有的却漆黑一片，思索试验留意事项。二.设计并完成试验:1.依据试验原理，确定待测物理量，驾驭累积法，并设计试验方案。2.组装并调整试验仪器，视察试验现象，测量并记录试验数据。三.汇报试验:1.汇报试验结果，探讨试验过程中相关数据中是否存在问题，探讨削减试验误差的有效方法，优化试验方案。2.对比波长试验测量数据与参考值，感受试验测量的物理价值与试验成就感。一.通过对比激光光源与白炽灯光源的差异，有效引导学生了解各试验器具功能及运用方法、试验留意事项，并培育学生分析问题、解决问题的实力。二.通过对试验方案的设计、试验过程的体验、试验现象的视察、试验问题的处理，进一步促进学生对试验原理的理解，有效提升学生的综合物理实力，培育科学探讨看法和团队合作意识。三.通过试验汇报的方式，帮助学生了解自己存在的问题，如读数问题、操作问题，并驾驭有效削减试验误差的方法。四.通过对比学生的试验波长测量结果与波长的参考值范围，让学生感受试验的物理价值及试验成就感。环节三.用传感器做双缝干涉的试验1.了解传感器测量波长。2.激励学生在完成课外激光波长测量任务后，用数字化传感器测量激光波长验证明验的精确性，并从中体验数字化传感器在物理试验中的高效性，感受数字化信息系统在科学试验中的重要探讨作用。一.视察：了解传感器测量光波波长二.体会：体会数字化传感器在物理试验中的高效性，感受数字化信息系统在科学试验中的重要探讨作用。感受数字化信息系统在科学试验中的高效性和重要探讨作用。环节四.小结老师提问：1.通过这堂课的学习，你学到了什么？2.在本试验中你用到了哪些物理方法？3.在本试验中，你认为试验胜利的关键是什么？4.引起本次试验误差的因素有哪些？如何削减试验误差？思索并回答老师问题引导学生总结所学学问及试验方法，体会严谨科学探讨看法和团体合作意识在科学探讨中的重要性，体验探究科学的艰辛与喜悦。环节五.布置作业课外测量激光波长，练习运用光传感器测量激光波长七.教学流程设计试验数据：试验数据：累积法测量相邻干涉条纹的间距试验留意事项：思索并探讨如何才能得到光明而又清楚的干涉图像试验原理试验器材：对比白炽灯与激光的区分，驾驭器材的功能与运用方