高中物理光的衍射教案大全

高中物理光的衍射教案大全

高中物理光的衍射教案大全一

光的衍射教学设计

在中学物理教学中，将所学知识应用到实际生活中去，有利于帮助学生加深对物理知识的理解，有利于培养学生解决实际问题的能力，有利于提高学生进一步学习物理知识的兴趣。笔者在“光的衍射”一节教学中进行了尝试，收到了良好的教学效果。

一、教学设计

现行人教版高中《物理》教材中，对“光的衍射”一节的处理是基于单缝衍射和圆孔衍射两个实验，而且以此说明光发生明显衍射的条件和现象。在教学过程中，通过在教材中两个实验的基础上进行延伸、拓展，引导学生对比分析发现：光通过不同形状的障碍物发生衍射时，其衍射图样不一样。再进一步演示和观察光通过正三角形孔、正方形孔、正多边形孔的衍射现象加以验证，并介绍光的衍射在现代技术上的应用，如X射线通过晶体发生晶格衍射。反过来，用对应的衍射图样来推测晶体的微观结构。让学生分析为什么光学显微镜放大倍数受到限制，以及对光在介质中沿直线传播规律进一步再认识，使学生对光的衍射现象的认识得到升华。

二、实验器材及操作

光源选用激光笔，缝和孔的具体制作过程简述如下：

用刀片、缝衣针等工具在不透光的塑料卡片(如电话卡)上，分别刻制出不同宽度的缝和不同大小、不同形状的孔。如图1所示卡片上制作宽度约为2mm的缝a和宽度约为0.5mm的缝b;如图2所示卡片上制作直径约为2mm的圆孔c和直径约为1mm的圆孔d;如图3所示卡片上制作线度都约为1mm的正三角形孔e、正方形体正多边形孔g。

演示时，把有孔或缝的卡片固定在支架上作为挡板，在相距1m左右的位置，把激光笔光源照射到缝或孔上，在光屏(可以把白色墙壁作为光屏)上可看到相应的衍射现象，实验装置如图

4所示。

三、教学过程1.提出问题

师问：衍射是波所特有的现象，既然光也是一种波，为什么在日常生活中没有观察到光的

衍射现象?

学生讨论。2.分析问题

师问：衍射是波绕过障碍物传播的现象。波要发生明显的衍射现象(也即人们肉眼能直接观察到波的衍射现象)必须满足什么条件?

生答：波要发生明显衍射，必须满足一定的条件：只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多，

或者比光的波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

师问：怎样才能观察到光的衍射现象呢?

生答：光的波长很短，而可见光的波长实际上只有十分之几微米，一般物体的尺寸都比它大得多，因此，很难看到光的衍射现象。但是若障碍物或缝的尺寸很小，与光波波长差不多时，就应该观察到明显的衍射现象。

3.实验验证

实验一：如图4所示装置，把激光笔发出的激光分别照在单缝b、d上，观察屏上的图样。现象及分析：当激光照在宽缝a上时，光沿着直线方向通过缝，在屏上产生一条跟缝的宽度

相当的亮线;当激光照在窄缝b上时，光通过缝后就明显地偏离了直线传播方向照到了屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的条纹，如图5所示，这就是光的衍射现象。

实验二：在上述实验中，把挡板换成图2所示卡片，把激光笔发出的激光分别照在圆孔c、d上，观察屏上的图样。

现象和分析：当激光照在直径较大的孔C上时，在屏上得到一个圆形亮斑，圆的大小跟按光沿直线传播规律作图得到的一样。当激光照在直径较小的孔d上时，屏上得到一些明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光沿直线传播所对应照明的区域，如图6所示。

小结：上述两个实验说明：当缝或孔较大(比光波波长大得多)时，衍射现象不明显(肉眼很难直接观察到);当缝或孔很小(与光波波长接近或比光波波长更小)时，衍射现象十分明显。

4.知识延伸

师问：同学们，试比较上面单缝衍射和圆孔衍射图样，有那些相同点，又有哪些不同点?

生答：相同点都是明暗相间的条纹。不同点是圆孔衍射条纹为圆环形状，而单缝衍射条纹是直线形状。

师问：通过比较，说明衍射图样的形状与什么有关?

高中物理光的衍射教案大全二

一、教材分析

《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，主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。

二、教学目标1、知识目标

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.2、能力目标(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.

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能力.

3、情感、态度和价值观目标：

通过“泊松亮斑”等科学小的学习，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.

三、教学重点难点

1、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.2、教学难点

衍射条纹成因的初步说明.

四、学情分析(根据个人情况写)五、

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.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(学生自备)，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(本节课在光学实验室进行).

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、疑惑复习水波的衍射

[投影水波衍射图片(试验修订本第二册P14图10—26，10—27)][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10—27中哪一幅衍射现象最明显?说明原因.

[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10—27中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小.

[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.

[师]很好，大家一起来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、展示目标

光的衍射实验

[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)

[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?