光的衍射 说课稿 教案
光的衍射教案
光的衍射教案【课堂教案】光的衍射一、教学目标1. 了解光的衍射现象及其原理。
2. 掌握光的衍射公式,能够计算衍射角和衍射条纹。
3. 培养学生观察、实验、探究和解决问题的能力。
二、教学内容1. 光的衍射现象及其原理。
2. 衍射角公式的推导及应用。
3. 衍射条纹的形成原理及计算方法。
三、教学过程【引入】通过展示光的衍射现象的图片或视频,引起学生的兴趣和思考。
【讲解】1. 光的衍射现象及其原理:光通过一个孔或者绕过一个物体时,会发生衍射现象。
这是由于光的波动性质决定的。
当光通过一个孔时,光波的振动会受到孔口的限制而发生弯曲,从而产生衍射现象。
衍射现象的原理是赖曼原理,即当光波通过一个孔或者绕过一个物体时,波前上各点的振动会相互干涉,形成新的波前。
根据干涉的结果,可以看到明暗交替的衍射条纹。
2. 衍射角公式的推导及应用:在单缝衍射实验中,光通过一个非常窄的缝隙,形成衍射条纹。
根据几何光学原理和赖曼原理,可以推导出衍射角的公式:sinθ = mλ / a其中,θ为衍射角,m为衍射级别(即衍射条纹的亮暗程度),λ为光波长,a为缝隙的宽度。
这个公式可用于计算缝隙的宽度、波长等实验参数。
3. 衍射条纹的形成原理及计算方法:当光通过一个孔时,会形成一系列明暗交替的圆环状条纹,这就是衍射条纹。
其形成的原理是在干涉中,相位差满足一定条件时,波峰和波谷相互叠加,形成明暗条纹。
衍射条纹的计算方法是根据赖曼原理和波前的相位差来计算。
根据相位差的大小,可以确定衍射条纹的亮暗程度和间隔。
【实验操作】进行光的衍射实验,观察和记录实验现象,并根据实验数据计算衍射角和衍射条纹的亮暗程度和间隔。
【总结与拓展】通过实验数据和计算结果,总结光的衍射现象和计算方法,并拓展到实际应用中,如光学仪器和光学设备的设计和优化。
四、教学评价根据学生的实验报告和讨论,评价学生对光的衍射的理解和掌握程度。
五、教学反思本节课通过引发学生的兴趣和实际操作,使学生更加深入地理解光的衍射现象和计算方法。
光的衍射教学设计(一)
光的衍射教学设计(一)光的衍射教学设计一、教学目标1.了解光的衍射的基本概念和特性;2.掌握光的衍射现象的观察方法和实验操作;3.能够应用光的衍射原理解释实际生活中的现象;4.培养学生的实验观察能力和科学思维。
二、教学内容1.光的波动性和衍射现象的基本概念;2.光的衍射的特点和规律;3.光的衍射的实验操作;4.实际应用中的光的衍射现象。
三、教学步骤步骤一:导入1.引入话题:通过与学生的互动提问,引导学生思考光的波动性和传播的方式;2.复习光的反射和折射的知识,为引入光的衍射做铺垫。
步骤二:讲解1.讲解光的波动性和衍射现象的基本概念,并结合生活中的例子进行说明;2.介绍光的衍射的特点和规律,让学生了解衍射的条件和影响因素;3.通过示例分析,让学生理解衍射对图像的影响。
步骤三:实验操作1.带领学生进行实验操作:使用一个狭缝和一个光源,观察狭缝衍射产生的现象;2.引导学生观察、思考并记录实验结果;3.结合实验结果,引导学生总结衍射规律,并进行讨论和验证。
步骤四:探究应用1.提出实际生活中的光的衍射现象,如彩虹、CD的干涉条纹等;2.小组讨论,学生彼此交流并思考衍射现象背后的原理;3.鼓励学生发散思维,分析衍射应用在其他领域的可能性。
步骤五:总结与拓展1.总结光的衍射的基本概念、特点和规律;2.强调光的衍射在实际生活中的应用价值;3.提出学生自主拓展的任务,鼓励他们进一步探索相关领域的知识。
四、教学辅助手段和评价方式1.教学辅助手段:黑板、投影仪、实验仪器、实验材料等;2.评价方式:观察学生的实验操作、讨论和发言情况,以及完成的课后拓展任务。
五、教学反思光的衍射是一门抽象且具有挑战性的课程,因此在教学中要注重引导学生思考和实际操作。
通过合理的教学设计和多种教学手段的运用,可以提高学生对光的衍射的理解和应用能力,培养学生的科学探究能力。
同时,在教学过程中要多注意学生的情绪变化和学习效果,及时调整教学方法,以提高教学效果。
《第四章 5 光的衍射》教学设计教学反思
《光的衍射》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解光的衍射现象,掌握单缝衍射和圆孔衍射的基本规律。
2. 能够运用数学知识计算衍射条纹间距,并分析衍射条纹的形状和方向。
3. 培养观察能力和思考能力,增强对科学的探索精神。
二、教学重难点1. 教学重点:理解光的衍射原理,掌握单缝衍射和圆孔衍射的基本规律。
2. 教学难点:运用数学知识计算衍射条纹间距,并分析衍射条纹的形状和方向。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备单缝、圆孔等实验器械,确保实验效果明显。
3. 准备计算衍射条纹间距所需的数学工具和公式。
4. 设计问题引导教室讨论和思考,确保学生充分理解光的衍射现象和规律。
四、教学过程:一、导入通过一些生活中常见的光学现象,如:光导纤维通信、阳光下茂密树林的地面光斑、雨后天空中的彩虹等等,提出问题:这些现象背后隐藏的物理原理是什么?从而引出本堂课的主题——光的衍射。
二、新课讲解1. 介绍光的衍射现象:当光在传播过程中遇到障碍物时,光的一部分会绕过障碍物继续传播,这种现象就叫做光的衍射。
2. 演示实验:通过实验观察光的衍射现象,如应用单缝或者单丝来观察光的衍射条纹。
3. 讲解衍射原理:光的衍射是由于光的波动性和在障碍物尺寸遥小于光波波长时发生的现象。
具体来说,光会绕过障碍物边缘,在障碍物后面形成亮区和暗区。
4. 讲解衍射的应用:如光导纤维通信、光学仪器制造、艺术品雕刻等领域中都有光的衍射的应用。
三、学生活动1. 让学生自己动手制作简单的衍射实验装置,观察并记录实验结果。
2. 让学生思考并讨论衍射现象在实际生活中的应用,并尝试诠释这些应用背后的物理原理。
四、教室小结1. 总结本堂课的主要内容:光的衍射现象、原理和应用。
2. 强调光的衍射在生活中的应用及其重要性。
五、作业安置1. 完成相关练习题。
2. 观察并记录生活中其他光学衍射现象,并尝试诠释其原理。
六、教学反思本堂课的教学效果如何?学生对光的衍射现象、原理和应用掌握得如何?在教学过程中有哪些亮点和不足的地方?如何改进和提高今后的教学效果?这些问题都需要教师在课后进行深入的教学反思。
初中物理光的衍射教案
初中物理光的衍射教案。
一、教学目标1.学习衍射现象2.了解波动光学的重要性3.掌握衍射的数学计算方法二、教学重点和难点1.了解波动光学理论2.掌握衍射的公式计算方法3.理解衍射的物理本质三、教学设备和材料1.实验仪器:单缝衍射装置2.光源:激光器3.实验板:窄缝板四、教学步骤1.小组讨论引入引导学生认识到光的传播不仅有直线传播,也存在衍射传播,通过小组讨论,让学生提出自己对于衍射的认知。
并根据讨论结果引入到光的衍射基本概念上。
2.理论讲授和计算实例分析统一学生的基本概念后,教师可通过详细的理论讲授,在讲解过程中融入计算实例和小知识,让学生了解到光的波动性及其反映某些现象的规律。
3.小组实验让学生根据实验仪器单缝衍射装置,充分熟悉单缝的不同宽度,光的衍射和峰谷间距的变化规律,从而更深刻地认识到光的衍射理论与计算公式的实际应用效果。
4.课堂讨论和欣赏还可通过座谈、讨论、欣赏等方式,深化学生的对光的衍射的认识,引导学生充分爱护环境,保护眼睛,爱护生命。
五、教学效果1.学生通过实验熟悉了单缝板,了解了光线的衍射,加深对光物理实验的理解。
2.学生通过课堂讨论和欣赏,更深刻地认识到光的波动性及其反映某些现象的规律。
3.学生掌握了计算衍射的公式和方法,并更加深入地理解了衍射现象的物理本质。
4.整个教育阶段让学生更好地了解物理科学的知识,唤醒学习研究科学的兴趣,为将来的发展、创新和贡献打好基础。
六、总结光学是物理学的重要部分,在初中物理学习中,我们不能只把它看成是实验,而应将光学的学习融入到日常生活。
通过实际操作和理论讲解,学生可以清楚地认识到光学的重要性,掌握光波动理论并在生活中学会应用更实际、更贴近于人类需求的方法来理解应用光学。
5光的衍射-人教版选修3-4教案
光的衍射-人教版选修3-4教案1. 前言本篇文档将介绍人教版选修3-4中的“光的衍射”教学内容,包括教学目标、教学难点、教学重点、教学方法、教学资源和教学过程等方面的详细内容。
2. 教学目标2.1 知识目标•理解光的波动性与粒子性,能够用波动模型解释光的衍射现象;•掌握单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法;•了解其他光学器件(如衍射光栅)的原理和应用。
2.2 能力目标•能够通过实验和计算,确定光的波长、光强、光源大小等参数;•能够用学过的知识解决相应的综合问题。
2.3 情感目标•养成科学探究的习惯,增强探究光的基本性质、现象与规律的兴趣;•发扬科学精神,认真学习、实验、探究、思考,在学习过程中培养自主学习的能力和合作学习的意识。
3. 教学难点•光的波动性与粒子性的统一理解;•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法;•其他光学器件(如衍射光栅)的原理和应用。
4. 教学重点•光的波动性与粒子性;•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和应用。
5. 教学方法本节课采用以下教学方法:•讲授:通过讲解,让学生理解光的波动性与粒子性的基本概念和衍射现象的基本原理;•实验:进行单缝衍射、双缝干涉等实验,让学生切身体验和认识相关光学现象,并在实验中培养观察、记录、分析和解决问题的能力;•讨论:通过组织讨论,让学生深入理解光学原理和应用,并发挥学生自主思考和合作学习的能力。
6. 教学资源•黑板、粉笔、教具(单缝、双缝、衍射光栅等)、实验器材(光源、暗盒、屏等)。
7. 教学过程7.1 导入介绍光的波动性和粒子性的基本概念,引出本节课的主题——光的衍射。
7.2 讲解通过示意图和公式等方式,讲解单缝衍射、双缝干涉等光学现象的原理和计算方法,并介绍其他光学器件(如衍射光栅)的原理和应用。
7.3 实验让学生进行单缝衍射、双缝干涉实验,并要求记录实验数据和相关观察结论。
老师及时纠正实验中存在的问题,引导学生分析问题原因和解决问题方法。
高三物理教案-光的衍射
高三物理教案-光的衍射
教学目标:
1. 了解光的衍射现象及其应用。
2. 学会使用夫琅禾费公式计算衍射角和衍射图案。
3. 了解各种光源的光谱分布特征。
教学重点:
1. 夫琅禾费公式的推导及其应用。
2. 衍射的实验方法及实验现象。
教学难点:
1. 夫琅禾费公式的精确推导。
2. 衍射图案的解释和应用。
教学媒介:
1. 电脑和投影仪。
2. 衍射装置和光谱仪。
教学过程:
一、引入新课,激发学生兴趣
1.展示多种光源的光谱图像及其异同,引出光的衍射现象。
2.引导学生思考:什么是衍射?衍射有哪些应用?给出衍射的定义。
二、讲解衍射的理论基础
1.讲解衍射的现象特点。
2.引导学生理解物理学中的波动模型,并阐述波动模型对衍射现象解释的作用。
3.讲解夫琅禾费公式的应用范围,引出夫琅禾费公式的推导过程。
三、实验操作和数据分析
1.指导学生使用衍射装置进行实验,并记录实验数据。
2.教师演示如何使用光谱仪进行光谱分析。
3.引导学生使用夫琅禾费公式计算衍射角和衍射图案,并分析实验数据。
四、拓展应用
1.引导学生思考光的衍射在各种领域的应用,如激光技术、光学仪器、X光衍射分析等。
教学反思:
1.本节课的教学由浅入深,引导学生理解衍射现象的理论基础,同时通过实验操作和数据分析深化学生的理解和记忆。
2.通过拓展应用,帮助学生更加深入了解衍射在各种领域的应用,激发学生的学习热情。
教科版选修2《光的衍射》说课稿
教科版选修2《光的衍射》说课稿一、课程背景和教学目标1.1 课程背景《光的衍射》是教科版高中选修2中的一章,属于光学的内容。
学生在前面的学习中已经学过光的反射、折射等基本知识,通过本章的学习,学生将深入了解光的衍射现象及其应用。
1.2 教学目标•了解光的衍射现象及其原理;•掌握计算衍射角和衍射级次的方法;•了解衍射光斑的形状和特点;•掌握衍射实验的操作方法;•了解光的衍射在实际生活中的应用。
二、教学重点和难点2.1 教学重点•光的衍射现象及其原理•衍射角和衍射级次的计算方法•衍射光斑的形状和特点2.2 教学难点•衍射角和衍射级次的计算方法•衍射光斑的形状和特点三、教学内容和过程安排3.1 教学内容本章主要包括以下内容:1.光的衍射现象简介2.衍射规律和原理3.衍射角和衍射级次的计算方法4.衍射光斑的形状和特点5.衍射实验的操作方法6.光的衍射在实际生活中的应用3.2 过程安排本节课将根据教学内容,通过以下步骤进行教学:1.导入:通过提问和让学生观察一些光的衍射现象的图片或实验现象,引起学生的兴趣,并预测一下可能的原因。
2.概念讲解:对光的衍射现象进行简要的讲解,介绍衍射角和衍射级次的概念。
3.衍射角和衍射级次的计算方法:讲解并演示计算衍射角和衍射级次的步骤和方法,引导学生进行相关计算。
4.衍射光斑的形状和特点:讲解光的衍射光斑的形状和特点,通过实例和图示来说明。
5.衍射实验演示:进行一些简单的衍射实验演示,让学生亲自操作并观察衍射现象。
6.应用拓展:介绍光的衍射在实际生活中的应用,如光学仪器、衍射光栅等,并鼓励学生思考和讨论。
四、教学方法和手段4.1 教学方法本节课主要采用以下教学方法:•讲授法:通过讲解基本概念、原理和计算方法,使学生理解和掌握光的衍射知识。
•实验演示法:通过实际操作和观察,让学生亲自体验光的衍射现象,加深对衍射的认识。
•启发式教学法:通过提问和让学生参与讨论,激发学生的思考和学习兴趣。
高二物理光的衍射实验教案
高二物理光的衍射实验教案一、教学目标:1、掌握夫琅禾费的衍射解释原理。
2、了解光的衍射现象的性质与条件,能应用衍射解释各种光学现象。
3、实验中,学生能够自觉、认真做好调整实验仪器与测量过程。
二、教学内容:1、夫琅禾费衍射解释的基本原理。
2、光的衍射现象的性质与条件。
3、衍射实验数据回归分析的方法和实验结果的评价。
三、教学方法:1、讲解配合演示。
2、学生自行或小组实验(教师在旁指导)。
3、实验结果分析。
四、实验器材:1、激光光源。
2、单缝或双缝衍射装置。
3、宽缝夫琅禾费衍射装置。
4、一系列不同宽度的狭缝。
5、一离散的目镜。
6、显微镜。
七、实验环节1、实验一:单缝衍射——探究单缝衍射现象(1)将激光光源置于适当位置。
(2)重新调整夫琅禾费衍射装置,使单缝正好置于光路中心,并且缝岑方向垂线于光路。
(3)通过改变衍射狭缝的宽度,使测到的光条纹清晰明显。
同时深入理解衍射板的原理,并且测量当前光留下当中线条数。
(4)根据实验结果及理论分析,探讨单缝衍射现象的特点及解释原理。
通过与书本上的理论知识对照,提高理论水平。
2、实验二:双缝衍射——显示双缝衍射性质(1)激光光源放置于适当位置。
(2)调整夫琅禾费衍射装置,使双通透孔与光路保持垂直,光路中心,且双通透孔的两个狭缝之间的距离和大小合适。
(3)调整位置,找到最清晰的亮度分布图案,看到相对于单缝衍射明显的明了的黑色条纹。
通过改变狭缝距离和大小,寻找出黑、白条纹交替的完美分布。
(4)根据实验结果及理论分析,分析双缝衍射现象的特点,并深刻了解衍射现象的实践应用。
3、实验三:单缝和双缝——比较两者区别(1)激光光源置于适当位置。
(2)先调整夫琅禾费衍射装置使得单通透孔能够恰好垂直于光路中心位,将适当宽度的狭缝置入串类内,获得单缝衍射光斑图案。
(3)再调整夫琅禾费衍射装置使其可以使用双通透孔。
找到寻找出清晰的白色和黑色条纹分布。
通过改变狭缝距离和光线的强度和范围,获得十分清晰的双通透孔衍射图像。
光的衍射教案
光的衍射教案关键信息1、教学目标理解光的衍射现象的定义和产生条件。
掌握光的衍射条纹的特点和规律。
了解光的衍射在实际生活中的应用。
2、教学重难点重点:光的衍射现象的观察和解释。
难点:衍射条纹的形成原理和相关计算。
3、教学方法实验演示法理论讲解法小组讨论法4、教学资源实验器材:激光光源、衍射光栅、狭缝等。
多媒体课件:相关图片、动画、视频等。
1、教学导入11 展示生活中常见的光的衍射现象的图片或视频,如透过狭缝看到的灯光条纹、光盘表面的彩色条纹等,引起学生的兴趣。
111 提问学生对这些现象的观察和感受,引导学生思考光的传播规律是否总是直线传播。
2、知识讲解21 光的衍射定义明确光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播而进入几何阴影区,并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。
211 通过示意图和简单的例子,帮助学生理解光的衍射的概念。
22 光的衍射产生条件阐述障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当是产生明显衍射现象的条件。
举例说明不同尺寸的障碍物或小孔对光衍射现象的影响。
221 引导学生思考为什么在日常生活中不易观察到明显的光的衍射现象。
3、实验演示31 进行光的单缝衍射实验展示实验装置,介绍激光光源、单缝的参数等。
观察并描述在屏幕上出现的衍射条纹的特点,如中央亮纹宽而亮,两侧条纹明暗相间且逐渐变窄等。
311 改变单缝的宽度,观察衍射条纹的变化,让学生理解单缝宽度对衍射现象的影响。
32 进行光的圆孔衍射实验同样展示实验装置和参数。
观察圆孔衍射的条纹特点,与单缝衍射进行对比。
321 探讨圆孔直径对衍射条纹的影响。
4、理论分析41 用光的波动性解释衍射现象借助惠更斯菲涅耳原理,说明波前上的每一点都可以看作新的波源,发出次级波,这些次级波相互叠加形成衍射条纹。
411 通过数学公式和图形,推导衍射条纹的光强分布规律。
42 衍射条纹的特点分析解释中央亮纹和各级暗纹、亮纹的位置和宽度的计算方法。
举例说明如何根据已知条件计算衍射条纹的相关参数。
《光的衍射》 说课稿
《光的衍射》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“光的衍射”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“光的衍射”是高中物理光学部分的重要内容,它是在学生学习了光的直线传播、光的反射和折射等知识的基础上,进一步深入探讨光的波动性的表现。
本节课在教材中的地位和作用主要体现在以下几个方面:1、它是光的波动性的重要证据之一,有助于学生理解光的本质。
2、为后续学习光的干涉、偏振等内容奠定了基础。
3、培养学生的观察能力、实验探究能力和逻辑思维能力。
二、学情分析1、学生已经掌握了光的直线传播、反射和折射等基本规律,具备了一定的知识基础。
2、高中生的思维正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段,对于抽象的物理概念和规律的理解存在一定的困难。
3、学生在实验操作方面已经有了一定的经验,但在设计实验和分析实验数据方面还需要进一步的引导和训练。
三、教学目标基于以上的教材分析和学情分析,我制定了以下的教学目标:1、知识与技能目标(1)理解光的衍射现象,知道产生明显衍射现象的条件。
(2)了解衍射条纹的特点,能用衍射知识解释生活中的相关现象。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和发现问题的能力。
(2)经历探究光的衍射条件的过程,培养学生设计实验、分析实验数据和得出结论的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会到物理知识与生活的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)光的衍射现象和产生明显衍射现象的条件。
(2)衍射条纹的特点。
2、教学难点(1)对光的衍射现象的理解。
(2)用波动理论解释光的衍射现象。
五、教学方法为了实现教学目标,突破教学重难点,我将采用以下教学方法:1、实验探究法通过演示实验和学生实验,让学生亲身观察和体验光的衍射现象,从而得出结论。
光的衍射 说课稿 教案 教学设计
光的衍射教学目标(一)物理观念1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,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认识.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.(二)科学思维、科学探究1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想.2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力.(三)科学态度与责任通过“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.一、光的衍射现象演示实验:观察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.实验现象记录: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、变暗并出现明暗相间条纹明暗条纹清晰、细小条纹消失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。
请大家将我们的实验结果与课本图20—8的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件。
2.光波发生明显衍射的条件:障碍物的尺寸与光波的波长相差不多或比光波的波长更小。
提出问题:衍射图样有什么特点呢?3.衍射图样的特点:中间一条亮纹较宽较亮,两边是对称的明暗相间的条纹,亮条纹亮度向两边逐渐减弱且较快,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。
提出问题:请大家猜想一下形成衍射的原因是什么?光波的叠加。
4.形成衍射的原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光,到光屏处的路程差满足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹。
光的衍射现象说明了什么问题呢?二、光波衍射的物理意义(1)证明光具有波动性。
了解光的衍射特性的教案
了解光的衍射特性的教案了解光的衍射特性
一、教学目标
1.了解光的基本特性和衍射原理;
2.能够操作衍射实验器材;
3.观察和分析衍射图案。
二、教学重点
1.光的基本特性;
2.衍射原理;
3.衍射图案的观察和分析。
三、教学难点
1.衍射原理的理解;
2.衍射图案的观察和分析。
四、教学方式
1.讲授;
2.实验。
五、教学步骤
1.导入环节
引导学生回忆光的基本特性和光学仪器的使用。
2.讲授环节
2.1.光的基本特性
介绍光的波动和粒子性质,以及光的折射、反射和干涉现象,并引导学生理解光的横波性。
2.2.衍射
介绍衍射的基本原理和条件,并以夫琅禾费衍射和单缝衍射为例,讲解衍射图案的产生和分析方法。
3.实验环节
3.1.实验目的
通过实验,让学生了解光的衍射特性和衍射实验器材的使用方法,观察和分析衍射图案。
3.2.实验器材
光源、衍射器、单缝、屏幕、测量卡尺等
3.3.实验过程
(1) 将光源置于衍射器的后方,衍射器后端插入单缝,屏幕置于衍射器的前方;
(2) 打开光源,调整屏幕位置,使得衍射图案在屏幕上清晰可见;
(3) 观察和分析衍射图案,根据实验结果,确定单缝的宽度。
4.总结
总结本节课讲授的内容和实验结果,强化学生的学习效果和知识储备。
六、教学评价
通过对光的衍射特性的了解和实验操作,学生能够掌握光的基本特性和衍射原理,能够观察和分析衍射图案,达到预期教学目标。
同时,教学方法灵活,富有趣味性和实践性,能够提高学生的学习积极性和自主性。
《光的衍射和偏振》 说课稿
《光的衍射和偏振》说课稿尊敬的各位评委、老师:大家好!今天我说课的题目是“光的衍射和偏振”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“光的衍射和偏振”是高中物理光学部分的重要内容,在人教版高中物理选修 3-4 第十三章第五节和第六节。
这部分内容既是对光的直线传播规律的拓展和深化,也为后续学习光的干涉、光的波动性等知识奠定了基础。
教材首先通过实验引入光的衍射现象,让学生直观地感受到光在遇到障碍物时会偏离直线传播,从而打破了光沿直线传播的固有观念。
接着,教材详细介绍了单缝衍射、圆孔衍射和泊松亮斑等典型的衍射现象,使学生对光的衍射有了更深入的理解。
在光的偏振部分,教材从偏振现象的观察入手,引导学生认识到光具有偏振性,并通过实验和理论分析,解释了偏振现象产生的原因和偏振光的应用。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了光的直线传播、折射和反射等基本规律,对光的波动性有了一定的认识,但对于光的衍射和偏振这两个较为抽象的概念还比较陌生。
此外,高中生的抽象思维能力和逻辑推理能力已经有了一定的发展,但在理解复杂的物理现象和理论时仍可能存在困难。
因此,在教学中需要通过实验演示、多媒体辅助等手段,帮助学生建立起清晰的物理图像,降低学习难度。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解光的衍射现象,知道衍射条纹的特点和产生条件。
(2)学生能够理解光的偏振现象,知道偏振光的产生方式和应用。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
(2)通过对光的衍射和偏振现象的理论分析,培养学生的逻辑推理能力和科学思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受到物理实验的魅力,激发学生对物理学科的兴趣。
(2)通过对光的波动性的学习,使学生认识到物理学的发展是一个不断探索和创新的过程,培养学生的科学精神和创新意识。
光的衍射物理教案
光的衍射物理教案第一章:光的衍射现象简介1.1 教学目标了解光的衍射现象的定义和特点掌握衍射现象的产生条件和观察方法1.2 教学内容光的衍射现象的定义和特点衍射现象的产生条件:孔径、障碍物的大小与波长的关系衍射现象的观察方法:衍射光斑、衍射条纹等1.3 教学活动引入光的衍射现象的定义和特点,引导学生思考衍射现象与折射、反射的区别讲解衍射现象的产生条件,通过实物演示或动画展示孔径、障碍物的大小与波长的关系引导学生观察衍射现象的观察方法,如衍射光斑、衍射条纹等第二章:衍射现象的数学描述2.1 教学目标掌握衍射现象的数学描述方法了解衍射公式中的各个参数含义2.2 教学内容衍射现象的数学描述方法:衍射公式衍射公式中的各个参数:波长、孔径、衍射角等2.3 教学活动讲解衍射现象的数学描述方法,引导学生理解衍射公式解释衍射公式中的各个参数含义,通过实例进行说明第三章:单缝衍射3.1 教学目标了解单缝衍射现象的产生和特点掌握单缝衍射公式的应用3.2 教学内容单缝衍射现象的产生和特点单缝衍射公式的应用:计算衍射角度、衍射光强等3.3 教学活动讲解单缝衍射现象的产生和特点,引导学生观察单缝衍射光斑教授单缝衍射公式的应用,通过实例进行计算和分析第四章:双缝衍射4.1 教学目标了解双缝衍射现象的产生和特点掌握双缝衍射公式的应用4.2 教学内容双缝衍射现象的产生和特点双缝衍射公式的应用:计算衍射角度、衍射光强等4.3 教学活动讲解双缝衍射现象的产生和特点,引导学生观察双缝衍射条纹教授双缝衍射公式的应用,通过实例进行计算和分析第五章:衍射现象的应用5.1 教学目标了解衍射现象在实际中的应用掌握衍射现象的测量方法5.2 教学内容衍射现象的应用:光学仪器、光纤通讯等衍射现象的测量方法:衍射实验、衍射光栅等5.3 教学活动讲解衍射现象在实际中的应用,如光学仪器、光纤通讯等,引导学生思考衍射现象的重要性和实用性教授衍射现象的测量方法,如衍射实验、衍射光栅等,通过实例进行说明和演示第六章:衍射极限与光学分辨力6.1 教学目标理解衍射极限的概念掌握光学系统的分辨力与衍射的关系6.2 教学内容衍射极限的定义与计算光学系统的分辨力公式实际应用中的衍射极限与光学分辨力6.3 教学活动介绍衍射极限的概念,解释其在光学系统中的重要性推导光学系统的分辨力公式,并通过实例说明如何应用讨论实际应用中如何克服衍射极限以提高分辨力第七章:光的偏振与偏振衍射7.1 教学目标理解光的偏振现象掌握偏振衍射的原理与应用7.2 教学内容光的偏振原理偏振衍射的原理与条件偏振衍射的应用实例7.3 教学活动讲解光的偏振原理,包括偏振光的产生与检测介绍偏振衍射的原理,讨论其发生的条件展示偏振衍射在科学研究和技术应用中的例子第八章:衍射光栅与光谱分析8.1 教学目标理解衍射光栅的原理掌握衍射光栅在光谱分析中的应用8.2 教学内容衍射光栅的基本原理与结构衍射光栅的衍射公式光谱分析的原理与方法8.3 教学活动介绍衍射光栅的原理,包括光栅方程和光栅常数的测定推导衍射光栅的衍射公式,并通过实例解释其应用探讨衍射光栅在光谱分析中的应用,包括光谱仪器的构造与工作原理第九章:现代衍射技术9.1 教学目标了解现代衍射技术的发展掌握几种典型的现代衍射技术9.2 教学内容同步辐射衍射技术neutron衍射技术X射线衍射技术9.3 教学活动讨论同步辐射衍射技术的基本原理与应用领域介绍neutron衍射技术的特点及其在材料科学中的应用解释X射线衍射技术的基本原理,包括X射线布拉格衍射和粉末衍射第十章:衍射现象的实验研究10.1 教学目标学会进行衍射实验能够分析实验结果10.2 教学内容衍射实验的设备与步骤实验数据的收集与处理实验结果的分析与讨论10.3 教学活动演示衍射实验的设备设置与操作步骤指导学生进行实验,收集实验数据教授如何处理实验数据,并进行实验结果的分析与讨论重点和难点解析重点环节一:光的衍射现象的定义和特点补充和说明:在讲解光的衍射现象时,需要重点关注衍射现象与折射、反射的区别。
4.5 光的衍射(教学设计)-高二物理人教版选择性必修第一册)_
4.5光的衍射教学设计我们知道,波能够绕过障碍物发生衍射。
例如,声音能够绕过障碍物传播。
既然光也是一种波,为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射,而且常常说“光沿直线传播”呢?观看视频,你能从中得到什么启发?然后让学生观察圆盘衍射实验。
然后提问:什么是波的衍射现象?波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时,波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象叫波的衍射.发生明显衍射的条件是什么?障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。
既然光也是一种波,为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射,而且常常说“光沿直线传播”呢?光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射现象。
衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
然后提问:如何让衍射现象更明显呢?(二)光的衍射实验待学生回答后播放实验视频,让总结光的明显衍射条件:障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。
(三)单缝衍射提问:光通过单缝衍射时,其图样有什么规律?然后播放实验视频单色光单缝衍射图样的特点实验现象:①条纹不等间距;②中央条纹亮而宽;③两侧条纹较暗较窄,对称分布。
④波长一定时,单缝越窄,现象越明显,中央亮纹越宽越暗各种颜色的光波衍射图象一样吗?不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征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,光波波长的(红光)中央亮纹越宽,条纹间隔越大.③白光的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近光源的内侧为紫色.(四)衍射的应用双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同?干涉:等距的明暗相间的条纹,亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
衍射:中央有一条较宽亮条纹,两边是对称明暗相间的条纹,亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
如何解释引入实验中“光不沿直线传播”的现象?光经过圆盘发生衍射现象,绕过圆盘,在不透明圆盘的阴影后面,出现了一个亮斑。
如何解释以下视频中的实验现象?然后播放小孔衍射实验孔较小时——屏上出现衍射花样(亮暗相间的不等间距的圆环,这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围)圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同?相同点:均是明暗相间的光环,中心均有亮斑不同点:①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小;②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小;③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。
光的衍射 说课稿 教案 教学设计
光的衍射教学目标(一)知识与技能1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似.2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.3、知道观察到明显衍射的条件(二)过程与方法了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.(三)情感态度价值观1、让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用;2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;教学重点、难点1.通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性.2.光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加.3.正确认识光发生明显衍射的条件.4.培养学生动手实验能力,教育学生重视实验,重视实践.教具1.演示水波衍射现象.频率可调的振源,发波水槽及相应配件,水波衍射图样示意挂图.2.演示光的单缝、圆孔衍射现象.光的干涉、衍射演示仪,激光干涉、衍射演示仪(及相关的配件),单丝白炽灯、红灯、蓝色灯,自制的单缝衍射片,光波圆孔衍射管,游标卡尺.3.演示泊松亮斑,激光发生器,小圆屏.教学方法:探究法教学设计示例(-)引入新课提出问题:什么是波的衍射现象?演示水波的衍射现象,让学生回答并描述衍射现象的特征,唤起学生对机械波衍射的回忆,然后再举声波的衍射例子.指出一切波都能发生衍射,通过衍射把能量传到阴影区域,能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多.水波、声波都会发生衍射现象,那么光是否也会产生衍射现象?若会产生,那么衍射图样可能是什么样呢?(二)教学过程(一)、所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.演示:下面我们用实验进行观察.取一个不透光的屏,在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝,用平行的单色光照射,在缝后适当距离处放一个像屏(如图).我们看到,当缝比较宽时,在像屏上是一条几乎与缝一样宽的亮线,除了这一条光线外,像屏上出现了阴影.这时光可视为是沿直线传播的.接着逐渐缩小缝的宽度,当缝调到很窄(缝宽与光波的波长相当时)在像屏的原阴影区内观察到了明暗相间的条纹.这实验表明光在其前进的途中遇上大小相当于光的波长的障碍物或孔时,偏离了直线传播方向,即光产生了衍射现象.上述衍射现象是通过单缝形成的,我们称之为光的单缝衍射.单色光的干涉与衍射都出现明暗相间的条纹,但图案不同.干涉条纹是等间隔的,衍射条纹间隔不等.白光照射单缝时,可以在像屏上得到彩色条纹,它与双缝干涉的彩色条纹也不同,中央一级是又亮又宽的白色条纹,两边是较窄较暗的彩色条纹.用点光源来照射有较大圆孔AB的屏,在像屏 MN上出现一个光亮的圆,这说明光是沿直线传播的.逐渐缩小孔的直径,可以看到屏上的亮圆也逐渐减小.但是,圆孔缩到很小时,在像屏MN上原阴影区就形成一些明暗相间的圆环,这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围,这就是光通过小孔产生的衍射现象.光的衍射现象进一步证明了光具有波动性,对确定光的波动说的正确性起了重要作用.关于这个问题,历史上曾有过一段趣事.1818年,当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时,著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出:把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中,在距这个圆盘一定距离的像屏上,圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑.人们从未看过和听说过这种现象,因而认为这是荒谬的,所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论,菲涅耳接受了这一挑战,精心研究,“奇迹”终于出现了,实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.光沿直线传播只是一个近似的规律:当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时,可认为光是沿直线传播的,当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象提问:当光通过小孔或者狭缝时,在后面的光屏上会得到什么样的图案?学生回答的基础上老师总结.当缝很大时——直线传播(得到影)当缝减小时——逐渐会出现小孔成像的现象继续减小缝的大小——会出现光的衍射现象.(二)光的单缝衍射(1)单缝衍射实验.教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射,或用激光源来做单缝衍射实验.实验过程中展示缝较宽时:光沿着直线传播,阴影区和亮区边界清晰;减小缝宽,在缝较狭时:阴影区和亮区的边界变得模糊;继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区,屏幕上出现明暗相间的衍射条纹.(2)简单分析衍射的形成.展示衍射现象实验示意图,当光传播到狭缝时,可把狭缝S看成许许多多个点光源,这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况.(3)单缝衍射条纹的特征.(单色光的衍射图样)①中央亮纹宽而亮.②两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.(4)学生动手观察单缝衍射.教师分发单缝衍射观察片,每片观察片刻有二条宽度不同的单缝.让学生通过单缝分别观察设在教室前、后的红色灯、蓝色灯的衍射现象;让学生仔细观察:①同一缝红色衍射条纹与蓝色衍射条纹是否有区别?②同一种色光,单缝宽度不同衍射条纹是否有区别?然后让学生通过单缝观察白炽灯的衍射图样.引导学生分析归纳最后总结规律: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,光波波长的(红光)中央亮纹越宽,条纹间隔越大.③白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近光源的内侧为紫色.(三)光的圆孔衍射(1)圆孔衍射实验.教师用激光干涉衍射仪做圆孔衍射实验,实验过程中展示孔较大时,光沿直线传播,阴影区和亮区边界清晰,逐渐减小圆孔大小,当圆孔减小到一定程度时出现环状明暗相间同心圆的衍射图样.(2)教师分发给学生手持“光波衍射”管,让学生将小孔对准教室前、后的红色灯光源、蓝色灯光源,观察圆孔衍射图样.(3)教师用激光干涉衍射仪装上仪器配备的不同形状小孔,演示光的衍射现象;让学生观察、记录、描绘各式的衍射图样,让学生认识到光的衍射是一个极普遍的物理现象.(四)演示:“泊松亮斑”.教师向学生指出:不只是狭缝和圆孔,各种不同形状的物体都能使光发生衍射,以至使影的轮廓模糊不清,其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果.历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑.(1)然后教师介绍这个一波三折的历史故事.继而教师用激光干涉衍射仪中相应的配件演示“泊松亮斑”实验,让学生脑海中对“泊松亮斑”图样有深刻印象.指出任何物理理论的正确与否都必须经过实验的检验,实验是检验理论的标准.(2)让学生用自制的光波衍射管前端换上小圆屏并对准光源观察,在管内除看到光环外还可看到在不透明小圆屏背后阴影中心有一亮斑——泊松亮斑.(五)课堂小结。
光的衍射说课稿
光的衍射说课稿一、引言本课以光的衍射为主题,旨在介绍光的衍射现象及其应用。
通过本课的研究,学生将能够了解什么是光的衍射,以及衍射的特点和原理。
同时,他们还将了解到光的衍射在现实生活中的应用,如光的干涉、衍射光栅等。
二、重要概念为了学好本课,学生需要掌握以下重要概念:1. 光的波动性:介绍光是一种电磁波,具有波粒二象性,可以通过衍射现象进行研究。
2. 衍射现象:介绍光通过小孔、缝隙或物体边缘进入新的区域后发生的弯曲和扩散现象。
3. 衍射的主要特点:包括衍射的方向性、波源大小和光的波长对衍射的影响等。
4. 衍射的原理:解释光的衍射现象是由波动性导致的,涉及傍轴条件和菲涅耳衍射原理等。
三、教学目标通过本课的研究,学生将能够达到以下教学目标:1. 了解光的衍射现象及其特点。
2. 掌握光的衍射原理和相关公式。
3. 探索光的衍射在现实生活中的应用,如干涉现象和衍射光栅的原理及用途。
4. 培养学生的实验观察和问题解决能力,通过实验检验光的衍射现象。
四、教学内容和安排第一课时:光的衍射现象1. 引入光的衍射概念及重要特点。
2. 举例说明光的衍射现象在日常生活中的实际应用。
3. 演示简单的光的衍射实验,观察并记录实验结果。
4. 总结本课所学内容。
第二课时:光的衍射原理1. 复光的波动性概念。
2. 讲解光的衍射原理,包括傍轴条件和菲涅耳衍射原理。
3. 演示光的衍射原理的实验,让学生亲自参与并记录实验数据。
4. 进行小组讨论,总结学生对光的衍射原理的理解。
第三课时:光的衍射应用1. 引入光的干涉现象和衍射光栅的概念。
2. 解释光的干涉现象和衍射光栅的原理及应用。
3. 进行小组实践活动,让学生制作简单的衍射光栅并观察其效果。
4. 让学生分组进行研究报告,分享他们对光的衍射应用的理解。
五、教学评估1. 结合每节课的实验、讲解和讨论,进行课堂小测验,检查学生对光的衍射的理解程度。
2. 组织实验项目,让学生通过实验观察和实际操作来检验光的衍射现象。
光衍射课程设计
光衍射课程设计一、教学目标本节课旨在让学生了解光的衍射现象,掌握衍射的条件和原理,能够运用所学知识分析和解决实际问题。
知识目标包括:了解衍射的定义和分类,掌握单缝衍射和圆孔衍射的条件和特点;理解衍射现象的本质,能够解释日常生活中的衍射现象。
技能目标包括:通过实验和观察,培养学生观察、分析问题的能力;能够运用衍射原理解决实际问题,如测量孔径大小等。
情感态度价值观目标包括:培养学生对科学的兴趣和好奇心,增强学生对物理现象的探究精神;培养学生团队协作、交流分享的良好学习习惯。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光的衍射现象、衍射的条件和原理、单缝衍射和圆孔衍射的特点。
首先,通过引入衍射的定义,让学生了解衍射现象;然后,讲解衍射的条件和原理,使学生掌握衍射的基本知识;接着,通过实验和观察,让学生亲身体验单缝衍射和圆孔衍射的现象,并分析其特点;最后,运用所学知识解决实际问题,如测量孔径大小等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法。
首先,通过讲授法,让学生掌握衍射的基本概念和原理;其次,运用讨论法,让学生分组讨论实验现象和问题,培养学生的团队协作能力;再次,采用案例分析法,让学生分析实际问题,提高学生运用知识解决实际问题的能力;最后,利用实验法,让学生亲身体验衍射现象,增强学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源。
教材:《物理学》相关章节;参考书:物理学经典著作和相关论文;多媒体资料:实验视频、图片等;实验设备:衍射实验器材、显微镜等。
通过这些教学资源,帮助学生更好地理解和掌握衍射知识,提高学生的学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分,以全面客观地评价学生的学习成果。
平时表现主要考察学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况,占总评的30%。
作业包括课后练习和实验报告,主要考察学生对课堂知识的掌握和应用能力,占总评的30%。
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光的衍射
【教学目标】
知识与技能:1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,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认识。
2.通过学习知道“光沿直线传播”是一种近似规律。
过程与方法:1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想。
2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,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。
【教学重难点】
重点:单缝衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。
难点:衍射条纹成因的初步说明。
【教学方法】
1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想。
2.通过观察分析实验,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.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解。
【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(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行)
【教学过程】
(一)引入新课
复习水波的衍射[投影水波衍射图片(如图1、图2所示)]
图1
图2
教师: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2中哪一幅衍射现象最明显?说明原因。
学生1:(议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图2中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小。
教师: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?
学生2:我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比。
教师:很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
学生一起总结:障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
教师:光也是一种波,也能够发生衍射。
这节课我们来认识光的衍射。
(二)进行新课
一.光的衍射
教师:通过前面对光的干涉的学习,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该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)
教师:根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?
学生:可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较
大,所以不易观察到光的衍射现象.
教师:很有道理,大家来想想办法解决这一问题.(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)[实验观察]安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
教师:请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.(学生回答基本上有两
类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较Array模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
教师:大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,
发生明显的衍射应满足什么条件.
学生: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.(点评:通过实验探究,获取必要的感性认识。
为以后从理论上认识光的衍射奠定基础。
)
教师:大家通过实验观察到,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形状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.
教师:下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.(教师演示,将单缝
分别换成圆孔和光栅,可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
教师:同学们已经注意到,在衍射现象中,常有一些亮线和暗线,据此大家来猜猜原因.
学生:在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹,我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.
教师: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足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹,这确实跟光的干涉原理是相似的,大家再考虑一下,如果用白光做衍射实验,条纹会怎样呢?
学生:条纹应该是彩色的,因为不同色光波长不同,在叠加时形成条纹位置也不一样,叠合时形成彩色.
教师:回答得非常好,大家明白了吗?
学生:明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
教师:光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。
在障碍物的尺寸比波长大得多的情况下,光的传播是沿直线,当障碍物的尺寸可以与光的波长相比拟时,光的衍射现象就十分显著,这时就不能说光沿直线传播了。
教师:在光的衍射现象中,历史上有过一个“泊松亮斑”的故事,请大家来阅读课本66页“科学足迹”栏目中的短文――泊松亮斑.
教师:大家想不想看看这个亮斑?
学生:想.(教师演示,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一直线上,如图所示,就能在屏上观察到钢珠
暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)
教师: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,菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战,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。
大家从这个故事得到什么启发。
学生1:验对物理研究有重要作用。
学生2:到别人的质疑,要冷静面对,不要轻易放弃自己的立场或观点。
学生3:学要坚持真理,实事求是。
(学生的回答很全面,教师要及时肯定鼓励)
二.衍射光栅
教师:指导学生阅读教材有关内容。
了解衍射光栅的制作原理。
(三)课堂总结、点评
本节课我们通过复习,回顾了机械波的衍射及产生明显衍射的条件。
我们还观察到了光波的衍射现象。
进一步认识光的波动性,光的直线传播只是一种特殊情况。
下面我们通过课件,再来回顾一下光的衍射现象。
(再次回顾光的衍射现象,增强感性认识,达到
(四)课余作业。