《光的衍射》教案3

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光的衍射教案

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。

4.5光的衍射教案(word版含答案)

4.5光的衍射教案(word版含答案)
详细介绍光的衍射的条件和原理,使用图表或示意图帮助学生理解。
3.光的衍射案例分析(20分钟)
目标:通过具体案例,让学生深入了解光的衍射的特性和重要性。
过程:
选择几个典型的光的衍射案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义,让学生全面了解光的衍射的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响,以及如何应用光的衍射解决实际问题。
重点难点及解决办法
重点:光的衍射现象的理解和应用。
难点:衍射现象的成因和条件的解释。
解决办法:
1.对于光的衍射现象的理解,可以通过生活中的实例让学生有直观的认识,再通过理论解释,帮助学生建立概念。
2.对于衍射现象的成因和条件的解释,可以通过实验演示和小组讨论的方式,让学生通过观察和思考,理解衍射的本质。
4.学生小组讨论(10分钟)
目标:培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程:
将学生分成若干小组,每组选择一个与光的衍射相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表,准备向全班展示讨论成果。
5.课堂展示与点评(15分钟)
目标:锻炼学生的表达能力,同时加深全班对光的衍射的认识和理解。
测试:在课堂结束后,我将进行一次小测验,以检验学生们对光的衍射现象的理解和掌握程度,并对测试结果进行分析和总结。
2.作业评价:
对学生的作业进行认真批改和点评:在学生们完成作业后,我将认真批改和点评他们的作业,给出具体的评价和建议,及时反馈学生的学习效果。
及时反馈学生的学习效果:我将及时向学生们反馈他们的学习效果,鼓励他们继续努力,并在学习过程中不断改进和提高。
2.衍射成因:光波遇到障碍物时发生弯曲和扩展,形成衍射图样。

《第四章 5 光的衍射》教学设计教学反思

《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。

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。

光的衍射课程设计

光的衍射课程设计

光的衍射 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解光的衍射现象的定义,掌握衍射的基本原理;2. 学习波长、衍射角度等基本概念,并能运用相关公式进行简单计算;3. 了解不同类型的衍射现象,如单缝衍射、双缝衍射等,并掌握其特点。

技能目标:1. 能够运用所学知识,分析实际生活中的光衍射现象,提出合理的解释;2. 培养观察、实验、分析、解决问题的能力,通过实验操作,掌握衍射现象的观察方法;3. 学会使用光衍射相关仪器,进行实验操作和数据采集。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对自然界光现象的好奇心和探索欲望,激发学习物理的兴趣;2. 增强学生的团队合作意识,培养在实验过程中尊重事实、严谨求实的科学态度;3. 通过学习光的衍射知识,使学生认识到科技发展对社会进步的重要性,提高社会责任感。

课程性质分析:本课程为物理学科,针对高中年级学生,以理论讲授和实验相结合的方式进行教学。

学生特点分析:高中学生具有一定的物理知识和实验能力,对新鲜事物充满好奇心,善于观察和思考。

教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,强调知识的应用性和实践性,提高学生的综合素养。

通过本课程的学习,使学生在掌握光的衍射知识的基础上,培养实际操作和解决问题的能力,提升科学素养。

二、教学内容1. 光的衍射现象概述:介绍光的衍射现象的定义、产生条件和基本原理。

- 教材章节:第二章第4节“光的衍射”2. 单缝衍射:讲解单缝衍射现象的原理,引导学生学习如何计算衍射角度。

- 教材章节:第二章第5节“单缝衍射”3. 双缝衍射:介绍双缝衍射现象及其特点,探讨双缝干涉与衍射的区别。

- 教材章节:第二章第6节“双缝衍射”4. 衍射光栅:讲解光栅衍射的原理,引导学生了解光栅在科学技术中的应用。

- 教材章节:第二章第7节“衍射光栅”5. 实践活动:安排学生进行单缝衍射和双缝衍射实验,学会使用相关仪器,观察衍射现象,并分析实验结果。

6. 衍射现象在生活中的应用:举例介绍光的衍射在实际生活中的应用,提高学生的实际应用能力。

高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4

高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4

高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4【教学目的】1.了解光的衍射概念及衍射现象与波长、缝宽的关系;2.培养学生的动手能力,并使学生明白利用日常普通材料也能做出高层次、高水平的好实验;3.使每位学生都获得一次难以忘怀的“物理美”的享受。

【教学重点】了解光的衍射概念及衍射条件,培养学生的动手能力与观察能力。

【教具准备】水波衍射挂图,感应圈及电源,单丝白炽灯、红灯、蓝灯各一盏,单面刀片,纸片,玻璃片,自制光的衍射观察片(包括铝箔单缝,纸小孔,薄纱巾片,丝袜片,透明纸等)。

【教学过程】一、导入课题1.出示水波衍射教学挂图,唤起学生对机械波衍射的回忆:“一切波都能发生衍射,通过衍射,把能量传到阴影区域。

”板书上述结论。

2.请学生解释“隔墙有耳”这句话的物理含义。

学生答:这是声波绕过了墙,使墙另一边的人听到了谈话声,是声波的衍射现象。

水波、声波都会发现衍射现象。

那么,光也会产生衍射现象吗?二、单缝衍射1.教师直接讲述光通过可调狭缝所发生的物理现象,并画出下列量变质变示意图:[见图1中(l)(2)(3)三图](l)缝较宽时,光沿着直线传播,阴影区和亮区的边界清晰;(2)缝较狭时,阴影区和亮区的边界变得模糊;(3)缝很狭时,光明显地偏离直线传播,进入几何阴影区,说明光通过很狭的缝也会产生衍射。

2.“耳听为虚,眼见为实”,现在请大家自己来观察光的衍射现象。

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。

并在讲台左右各放一盏红灯与蓝灯。

(l)先点亮红灯,请大家用二种宽度不同的单缝观察红灯,记录衍射图样;然后再点亮蓝灯,请大家用同一单缝分别观察红灯与蓝灯,同样记下衍射图样。

(2)邀请二位学生板画衍射图样,甲同学用红粉笔画出二种不同缝宽的衍射图样;乙同学分别用红、蓝二色粉笔画出同一缝宽时红灯与蓝灯的衍射图样。

经集体补充、修正得如下衍射图样:同一光源(红光)的衍射图样:[见图2(a)]同一单缝的衍射图样:见[图2(b)](3)教师问:通过狭缝观察白炽灯会看到什么现象?部分学生根据对红灯、蓝灯的观察,结合板画会很快得出色散现象,明暗条纹将变成彩色条纹。

5光的衍射-人教版选修3-4教案

5光的衍射-人教版选修3-4教案

5 光的衍射 - 人教版选修3-4教案一、教学目标1.理解光的衍射现象。

2.掌握计算单缝衍射、双缝衍射的衍射角的公式。

3.能够应用所学知识解释实际问题。

二、教学重点1.光的衍射的概念和特点。

2.单缝衍射和双缝衍射的计算。

三、教学难点1.双缝衍射的计算方法。

2.如何将所学知识应用到实际问题中。

四、教学方法1.讲授法:通过示例和公式等方式讲解单缝衍射和双缝衍射的计算方法。

2.实验法:通过实验中观察光的衍射现象,加深学生的理解。

五、教学内容与步骤1. 光的衍射(1)概念和特点光的衍射是指光线通过物体边缘或孔隙时,发生弯曲或偏离原来直线传播方向的现象。

光的衍射具有以下特点:•衍射现象只发生在波动光中,对于粒子性质的光没有衍射现象。

•衍射现象可以通过造成光束的交叉或干涉效应来解释。

•光的波长越小,衍射现象越明显。

•孔的直径或间隔越小,衍射现象越明显。

(2)实验展示可以通过实验观察光的衍射现象,例如将激光穿过狭缝,可以看到光的衍射现象。

2. 单缝衍射(1)计算公式单缝衍射的衍射角可用以下公式计算:$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d}$$其中$$\\theta$$为衍射角,$$\\lambda$$为光的波长,d为单缝宽度。

(2)实验展示可以通过实验使用单缝装置观察单缝衍射现象。

3. 双缝衍射(1)计算公式双缝衍射的衍射角可用以下公式计算:$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d} \\times \\frac{L}{D} $$其中$$\\theta$$为衍射角,$$\\lambda$$为光的波长,d为双缝间距,L为距双缝屏幕的距离,D为双缝到光源的距离。

(2)实验展示可以通过实验使用双缝装置观察双缝衍射现象。

六、作业1.计算单缝衍射和双缝衍射的衍射角,并画出示意图。

2.讲述光的衍射现象在日常生活中的应用。

七、教学评估通过学生的作业、课堂表现等方式进行评估,着重考察学生是否掌握了计算衍射角的方法和将所学知识应用到实际问题的能力。

光的衍射-鲁科版选修2-3教案

光的衍射-鲁科版选修2-3教案

光的衍射-鲁科版选修2-3教案一、教学目标1. 知识目标•掌握光衍射的基本概念与实验方法;•理解光的单缝衍射和双缝衍射;•了解夫琅和费衍射以及菲涅耳衍射原理。

2. 技能目标•能够运用光的衍射原理解决实际问题;•能够进行双缝衍射实验并记录结果。

3. 情感目标•培养学生的观察能力和实验精神;•历史上著名的光学实验,如Young原理的发现,介绍观察者的突破性的创新思维。

二、教学重点•光的单缝和双缝衍射。

三、教学难点•夫琅和费衍射和菲涅耳衍射原理。

四、教学方法•讲授与实验相结合的授课方式;•通过实验展示科学的魅力;•小组合作学习,培养学生合作意识;五、教学过程1. 导入(5min)•提问:你们了解什么是光的衍射吗?有没有好奇过这种现象的产生原理?2. 讲授单缝衍射(15min)•讲解光的单缝衍射原理,即光通过狭缝后产生的干涉现象。

3. 讲授双缝衍射(25min)•讲解双缝衍射原理,即光通过两个狭缝后产生的干涉现象;•布置小组合作任务,让学生自行组织操作,使用摄像头记录双缝衍射实验的结果,并准备分享。

4. 夫琅和费衍射(15min)•讲解夫琅和费衍射原理,介绍这种衍射方式的应用场景。

5. 菲涅耳衍射(15min)•讲解菲涅耳衍射原理,帮助学生理解这种衍射方式与其他衍射的区别。

6. 总结(5min)•回顾本节课所学知识点,强调掌握衍射原理对于光学应用的重要性。

六、教学总结本节课主要介绍了光的衍射原理。

通过单缝、双缝、夫琅和费衍射以及菲涅耳衍射的讲解,让学生理解光的干涉现象,认识各种衍射方式并掌握衍射原理。

通过双缝衍射实验,培养学生的观察能力和实验精神,锻炼学生合作意识。

希望本次课程能够激发学生对科学的好奇心,让他们感受到科学的创新力和魅力。

高中物理光的衍射教案

高中物理光的衍射教案

高中物理光的衍射教案
一、教学目标:
1. 了解光的衍射现象及其原理。

2. 掌握光的衍射的条件和规律。

3. 能够运用衍射原理解释光的传播和干涉现象。

二、教学内容:
1. 光的衍射现象及其表现形式。

2. 光的衍射的条件和规律。

3. 衍射对光的传播和干涉的影响。

三、教学重点与难点:
重点:光的衍射现象及其条件和规律。

难点:运用衍射原理解释光的传播和干涉现象。

四、教学过程:
1. 导入:介绍衍射现象,引出本节课的主题。

2. 学习:讲解光的衍射的条件和规律,以及衍射对光的传播和干涉的影响。

3. 演示:进行光的衍射实验,展示不同条件下的衍射现象。

4. 练习:让学生进行练习,巩固所学知识。

5. 总结:总结本节课的重点内容,强化学生的理解和记忆。

6. 布置作业:布置相关练习题,以检验学生掌握情况。

五、教学手段:
1. 讲授
2. 实验
3. 互动讨论
六、教学资源:
1. 教案
2. 课件
3. 实验器材
4. 相关教材
七、评估与反馈:
1. 在课堂上进行形式评估,检验学生对光的衍射相关知识的掌握情况。

2. 收集学生反馈意见,及时调整教学方法和内容。

八、拓展延伸:
1. 让学生自行设计实验,观察并总结衍射现象。

2. 给学生布置有关光的衍射研究课题,拓展学生的知识面和思维深度。

以上为高中物理光的衍射教案范本,希望对您有所帮助。

如需进一步了解教案内容或有其他问题,请随时与我联系。

祝教学顺利!。

光的衍射教案

光的衍射教案

光的衍射教案一、教学目标1、知识与技能目标理解光的衍射现象,知道光产生明显衍射的条件。

了解衍射条纹的特点及其与干涉条纹的区别。

2、过程与方法目标通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析归纳能力。

经历光的衍射现象的探究过程,体会科学探究的方法。

3、情感态度与价值观目标感受物理知识与生活实际的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。

培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

二、教学重难点1、教学重点光的衍射现象及产生明显衍射的条件。

衍射条纹的特点。

2、教学难点对光的衍射现象的理解。

光的衍射与干涉的区别。

三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学用具激光笔、单缝衍射演示仪、圆孔衍射演示仪、多媒体设备五、教学过程(一)导入新课在日常生活中,我们常常看到这样的现象:当阳光透过树叶的缝隙照在地面上时,会形成一片片光斑,而这些光斑并不是圆形的,而是呈现出明暗相间的条纹。

这是为什么呢?其实,这就是光的衍射现象。

那么,什么是光的衍射?它又是如何产生的呢?今天,我们就来一起学习光的衍射。

(二)新课讲授1、光的衍射现象(1)用激光笔照射单缝,在光屏上观察到的现象。

当缝较宽时,光沿着直线传播,在光屏上形成一条与缝宽相当的亮条纹。

逐渐减小缝宽,当缝宽减小到一定程度时,光屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹最宽最亮。

(2)用激光笔照射圆孔,在光屏上观察到的现象。

当圆孔较大时,光沿着直线传播,在光屏上形成一个圆形亮斑。

逐渐减小圆孔直径,当圆孔直径减小到一定程度时,光屏上出现明暗相间的圆环,且中央是亮斑。

2、光的衍射的定义光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象,叫做光的衍射。

3、光发生明显衍射的条件(1)障碍物或小孔的尺寸与光的波长相比差不多,或比光的波长小。

(2)演示实验:分别用不同波长的激光照射相同宽度的单缝,观察衍射现象的差异。

4、衍射条纹的特点(1)中央条纹最亮最宽。

(2)两侧条纹亮度逐渐减弱,间距逐渐减小。

初中物理光的衍射教案

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

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。

第十三章第5节《光的衍射》教案

第十三章第5节《光的衍射》教案

13.5光的衍射【教学目标】(一)知识与技能1、知道光的衍射现象,及光通过狭缝和圆孔的衍射条纹特点,知道光产生明显衍射的条件。

2、能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析,能区别干涉条纹和衍射条纹(二)过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比,进行自主学习,再通过演示实验结合投影片分析讲解,启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。

(三)情感态度与价值观通过光的衍射现象的观察,再次提高学生在学习中体会物理知识之美;另外通过学习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;【教学重点与难点】光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件。

光的干涉条纹和衍射条纹的异同。

【教学过程】(一)引入1、在上一节中,我们通过杨氏干涉实验学习了光的干涉,证明了光是一种波,托马斯·杨是怎样解决相干光源的问题的?2、若用红光来做干涉实验,观察到的干涉图样是怎样的?3、相邻两条明(暗)条纹中线的间距与哪些因素有关?师:既然光是一种波,为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光沿着直线传播的呢?我们这节课就来解决这个问题。

(二)新课教学一、光的衍射现象提问1:什么是波的衍射?提问2:产生明显的波的衍射要具备什么样的条件?可见光的波长约是多少?(波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多;可见光的波长只有十分之几微米)引导学生根据以上知识,思考:怎样才能观察光的衍射现象?设置实验装置。

(必须使点光源(或线光源)发出的光通过非常小的孔(或是非常窄的狭缝))师(小结):从前面讲的光的干涉实验知道,光的波长很短,只有十分之几微米,通常的物体都比它大得多,因此很难看到光的衍射现象.但是只有当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,才可以清楚地看到光的明显衍射现象.[做一做]:用两只笔平行放置观察日光灯,逐渐减小两只笔之前的缝的宽度,有什么现象发生?为什么会观察到彩色条纹呢?光的单缝衍射演示:我们用实验进行观察.在不透光的挡板上安装有一个宽度可以调节的狭缝,缝后放一个光屏(图19-13).用平行单色光照射狭缝,我们看到,当缝比较宽时,光沿着直线方向通过狭缝,在屏上产生一条跟缝宽相当的亮线.但是,当缝调到很窄时,尽管亮线的亮度有所降低,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.这表明,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了相当宽的地方.这就是光的衍射现象.对比单缝衍射图样,总结单缝衍射条纹的特征(引导学生归纳)1、光的单缝衍射(1)条纹特征:明暗相间的条纹。

52《光的衍射》教案(鲁科版选修3-4)

52《光的衍射》教案(鲁科版选修3-4)

5. 2《光的衍射》教案【学习目标】<1)认识光的衍射现象,使学生对光的颠簸性有进一步的认识;<2)认识光产生显然衍射的条件,及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

【学习重点】单缝衍射实验的察看以及产生显然衍射现象的条件。

【知识重点】1.衍射现象:光在流传过程中能走开直线绕过阻碍物抵达暗影里去,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 .常有的衍射现象小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边沿衍射。

发生衍射现象的条件:因为发生显然衍射现象的条件为:逢、孔、阻碍物的尺度与波长靠近时。

因为光的波长很短,所以生活中很难看到光的衍射现象。

“泊松亮斑”:有名数学家泊松依据菲涅耳的颠簸理论计算出:把一各不透光的小圆盘放在光束中,在小圆盘后方的光屏上,圆盘暗影中央出现一个亮斑。

后代称此亮斑为泊松亮斑。

泊松盼望这一预知能颠覆光的颠簸学说,所以他要求菲涅耳做实验。

菲涅耳接受挑战,他达成了实验,证明了这一亮斑的存在。

2.衍射光栅【典型例题】例题 1:在用单色平行光照耀单缝察看衍射现象的实验中,以下说法正确的是<)A.缝越窄,衍射现象越明显B.缝越宽,衍射现象越明显C.照耀光的波长越长,衍射现象越明显D.照耀光的频次越高,衍射现象越明显解读:要察看到显然的衍射现象,一定孔或阻碍物的尺寸足够小,能够和光的波长对比 .因为光的波长极短,所以要求孔或缝的尺寸要特别小,光的波长越长,相当于缝越窄,而频次越高,波长越小,故AC 正确.答案: AC例题2:.在以下图中,A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样 .此中 A 是光的 ________<填“干预”或“衍射”)图样 .由此能够判断出图 A所对应的圆孔的孔径________<填“大于”或“小于”)图 B 所对应的圆孔的孔径。

A B解读:只有阻碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相仿时,才能发生显然的衍射现象,图 A 是光的衍射图样 .因为光波波长很短,约在 10-7 m 数目级以上,所以图A 对应的圆孔的孔径比图B 对应的圆孔的孔径小 .图B 的形成能够用光的直进解说 .答案:衍射小于【达标训练】1.点光源照耀一个阻碍物,在屏幕上所成的暗影的边沿是模糊的,这类现象是光的 < )A.反射现象B.折射现象C.干预现象D.衍射现象答案: D2.以下状况中能产生显然衍射现象的是<)A.光的波长比孔或阻碍物的尺寸大得多B.光的波长与孔或阻碍物的尺寸相仿C.光的波长等于孔或阻碍物的尺寸D.光的波长比孔或阻碍物的尺寸小得多答案: ABC3.以下对于单缝衍射图样的说法中正确的选项是<)A.它和双缝干预图样完整同样B.亮条纹的亮度都同样,而宽度不一样C.中央亮条纹的亮度和宽度最大D.亮条纹的宽度同样,而亮度不一样答案: C4.在做杨氏双缝干预实验时,将此中的一条狭缝挡住,在屏上还能察看到明暗相间的条纹,此条纹 < )A.还是本来的干预条纹,不过亮度减弱了B.还是干预条纹,不过条纹宽度变窄了C.是衍射条纹D.没法确立是干预条纹还是衍射条纹答案: C5.以下哪些现象是光的衍射产生的<)A.泊松亮斑B.阳光下茂盛的树阴中地面上的圆形亮斑C.阳光经凸面镜后形成的亮斑D.平行光照在一个较大阻碍物上后,影的轮廓模糊不清答案: AD6.在固定于光具座上的点燃的蜡烛和光屏之间,搁置一个不透明的板,板上开一个直径可调的小孔,让圆孔直径从 1 cm 左右开始渐渐调小至关闭,在这一过程中在屏大将挨次出现的图样正确的选项是<)A.蜡烛倒立的像,光亮的圆斑,明暗相间的圆环B.蜡烛倒立的像,明暗相间的圆环,光亮光斑C.光亮圆斑,蜡烛倒立的像,明暗相间的圆环D.光亮圆斑,明暗相间的圆环,蜡烛倒立的像答案 C【反省】收获疑问声明:全部资料为自己采集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。

高三物理教案-光的衍射

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。

光的衍射-鲁科版选修2-3教案

光的衍射-鲁科版选修2-3教案

光的衍射-鲁科版选修2-3教案一、知识目标1.学生能够了解光的衍射是如何发生的;2.学生能够掌握光经过不同孔径物体时的衍射规律;3.学生能够合理应用光的衍射知识解决实际问题。

二、教学重难点1.光的衍射的发生机理;2.光的衍射规律的解析和应用。

三、教学过程1.引入(5分钟)以衍射实验为引入,询问学生是否了解衍射现象及其实验。

引导学生探究发生衍射的条件和规律,激发学生对光的衍射现象的兴趣和好奇心。

2.理论课(35分钟)首先讲解光的衍射的基本概念,并介绍衍射的分类,重点介绍菲涅耳衍射和夫琅和费衍射。

(1)菲涅耳衍射1.光线通过小孔或者尖缝时,会出现衍射现象;2.衍射现象的程度和孔的大小有关;3.其衍射的图像大小趋于无穷大,这样的衍射称为菲涅耳衍射。

(2)夫琅和费衍射1.入射光线直线传播时,要遇到一个透明的物体,这个物体必须有一定的孔径;2.微小孔径引起的衍射程度相对于物体的大小来说是很小的,这种衍射现象称作夫琅和费衍射。

接下来讲解夫琅和费衍射中的重点:狭缝或圆孔的情况。

(1)狭缝的夫琅和费衍射当入射平行光线穿过狭缝时,它们成为出射光束,它们带着夫琅和费衍射所引起的光强变化。

对于一定范围内的角度,即小角愈小,衍射的程度就越大。

衍射的效果可用查理斯板照明和双缝干涉实验来测试。

(2)圆孔的夫琅和费衍射当圆孔与平行光线相交时,它们将产生一个光圈。

圆孔夫琅和费衍射可以产生圆环形光条。

3.实验课(80分钟)4.菲涅耳衍射实验:实验器材:光源(白炽灯),镜片,三角架,小孔板,光屏。

实验步骤:(1)在器材安装好后,调试一下设备,保证确保光线的位置;(2)将白炽灯灯泡放在台上,在前方搭建好三角架;(3)将小孔板放在所需的位置,将一个靠近小孔板的聚焦镜子对着小孔板;(4)将光屏放在与光源之间的位置,进行调节,可以得到明亮的干涉环。

2.夫琅和费衍射实验:实验器材:光源(白炽灯),三角架,圆孔板,半透明膜,刻度板,光屏。

实验步骤:(1)设置光源,搭建起三角架,放置圆孔板、半透明膜和刻度板;(2)调整实验器材,使光线透过圆孔、半透明膜和刻度板,并落在光屏上;(3)调节圆孔大小和位置,并记录实验数值和数据;(4)计算圆孔的大小和位置,并分析观测结果;(5)总结实验结果,进一步掌握夫琅和费衍射的规律。

高二物理光的衍射实验教案

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。

物理教案-光的衍射

物理教案-光的衍射

物理教案-光的衍射一、教案简介本教案旨在通过讲解光的衍射现象,让学生深入了解光的性质和行为,以及掌握光的衍射现象的基础知识。

通过实验和演示,学生将亲自观察和探索光的衍射现象,培养他们的观察力、思维能力和实验操作能力。

二、教学目标1.了解光的性质和传播方式;2.理解光的衍射现象及其原理;3.掌握光的衍射实验方法和操作技巧;4.培养学生的观察力、思维能力和实验操作能力。

三、教学重点与难点教学重点1.光的衍射现象及其原理;2.光的衍射实验方法和操作技巧。

教学难点1.理解光的衍射现象的原理;2.掌握光的衍射实验的操作技巧。

四、教学准备1.教师端:投影仪、幻灯片、黑板、白板等教学辅助工具;2.学生端:课本、笔记本、实验器材等。

五、教学内容与步骤1. 介绍光的衍射现象•光的衍射现象是指当光通过一个有一定尺寸的物体边缘或孔径时,光波将发生弯曲并在一定范围内扩散,形成明暗交错的干涉条纹现象。

2. 讲解光的衍射原理•光的衍射现象是由于光波传播时遇到物体边缘或孔径时会发生弯曲和扩散,使光波波前变得不规则,形成衍射波。

3. 展示光的衍射实验现象•利用投影仪和幻灯片进行实验演示,让学生直观地观察和了解光的衍射现象。

4. 进行光的衍射实验•学生DIY光的衍射实验装置,使用激光笔和小孔板或小缝隙进行实验,观察和记录实验现象。

5. 分析实验结果•学生根据实验结果,分析和讨论光的衍射现象的规律和特点。

六、教学延伸1. 探索不同物体对光的衍射的影响•学生可尝试用不同形状和尺寸的物体进行实验,观察和比较不同物体对光的衍射的影响。

2. 进一步了解光的干涉现象•学生可通过延伸实验,了解光的干涉现象与光的衍射现象的关系和相互影响。

七、课堂练习与总结1. 课堂讨论•给学生提出一些问题,让他们进行小组讨论并回答:–什么是光的衍射现象?其发生的原理是什么?–光的衍射实验中使用的装置有哪些?具体操作步骤是怎样的?–光的衍射现象有哪些应用?2. 总结与评价•教师对本节课的教学内容进行总结和评价,帮助学生复习和巩固所学知识。

人教版高中物理第三册光的衍射教案

人教版高中物理第三册光的衍射教案

光的衍射一、教学目标1.知识目标:(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.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.(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.3.德育目标: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.二、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三、教学难点衍射条纹成因的初步说明四、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.五、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).六、课时安排1 课时七、教学过程(一)引入新课复习水波的衍射[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)进行新课1.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?[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.[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.[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,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)[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,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.[教师演示]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20—19所示.生明显的衍射应满足什么条件.[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.2.光的衍射现象[师]大家通过实验观察看到,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.[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.)[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.[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.[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?[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.[师]回答得非常好,大家明白了吗?[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)3.光的衍射现象证明光具有波动性[师]在光的本性认识的历史上有过一个“泊松亮斑”的故事,请大家来读一读.(学生阅读课文后的“阅读材料”)[师]大家想不想看看这个亮斑?[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,图20—20就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)[师]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. [生1]实验对物理研究有重要作用.[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.(学生的回答很全面,教师要及时肯定鼓励)4.光的衍射图样[师]除了前面实验观察到的衍射图样外,课本还为我们提供了一些,请大家认真研究和比较,总结它们各自的特点.(指导学生阅读课本图20—10以及首页彩图2,并讨论干涉、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,亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢,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.[师]总结得很好.(三)小结1.课本练习二(1)(2)2.课后用太阳光作光源,想出一些办法观察衍射现象,描述现象并分析.(五)板书设计光的衍射一、实验自制障碍物观察光能发生衍射现象单缝衍射现象(投影)圆孔衍射光发生明显衍射的条件(投影)二、光的衍射现象进一步证明光具有波动性三、光的衍射图样双缝干涉图样特点:等间距、明暗相间、强度向两边渐弱单缝衍射图象特点:中间较宽较亮,向两边对称渐暗★教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。

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《光的衍射》教案
三维目标
(一)知识与技能
1
2
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;
3、在学习中也要有好品质、好作风.
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
1.光的衍射现象进一步证明了光具有波动性.
2.光的衍射现象是光偏离了直线传播方向绕到障碍物阴影区的现象,衍射光强按一定的规律分布,形成明暗相间的条纹,它的规律与缝宽、孔的大小及光的波长有关.
随堂练习
1、声波能绕过一般建筑物,而光波却不能,这
是因为()
A.光波传播速度太大,偏离直线不明显
B.声波传播速度小,而光波传播速度大
C.建筑物对声波吸收少,而对光波吸收多
D.声波波长长,容易产生衍射;光波波长短,
不易产生衍射
答D
2、对于单缝衍射实验现象,以下正确的是()
A.缝的宽度越小,中央亮条纹的宽度越窄
B.缝的宽度越小,中央亮条纹的宽度越宽
C.缝的宽度越大,衍射现象越明显
D.入射光的频率越大,衍射现象越明显
答B
3、一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝,有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹,若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光,则在屏上可观察到()
A.明暗与原来相同,间隔均匀的红色条纹
B.明暗与原来不相同,间隔不均匀的红色条纹
C.一条红色的条纹
D.既无条纹,也不是一片红光,而是光源的像
答B
4、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的特征是()
A.用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
B.中央均为亮点的同心圆形条纹
C.中央均为暗点的同心圆形条纹
D.用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的
答B
5、在用单色平行光照射单缝以观察衍射现象时,下面说法正确的是()
A.缝越窄,衍射现象越明显
B.缝越宽,衍射现象越明显
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,衍射现象越明显答AD。

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