2023年高中物理光的衍射教案设计(精选8篇)

时间:2023-10-15 作者:QJ墨客2023年高中物理光的衍射教案设计(精选8篇)

制作一份优质的安全教案需要我们深入调研和分析,理清安全知识的体系结构,确保教案内容的科学性和实用性。以下是小编为大家整理的高二教案范文,希望对大家的教学工作有所帮助。

高中物理光的衍射教案设计篇一

(一)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。

(二)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。

(三)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。

【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)

【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

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。

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。

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?

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。

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

1.光的衍射

(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)

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,如图所示.

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调节单缝宽度演示,得出下列结果.

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、细小条纹消失师:请大家将我们的实验结果与课本插图的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.

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。)

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.

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.

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)

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。

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.

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,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.)

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高中物理光的衍射教案设计篇二

教学要求:

1、知道光的衍射现象

2.知道产生光的衍射现象的条件:障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿时,才能观察到明显的衍射现象.

3.知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似.

重点和难点:产生光的衍射现象的条件

课时:1课时

基本教学过程

水波、声波都会发生衍射现象,它们发生衍射的现象特征是什么?

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.(播放视频)

一、光的衍射

1、光的衍射:光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。

2、明显衍射的条件:障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。

3、物理意义:光的衍射现象证明光是一种波。

二、单缝衍射条纹的特征

1、中央亮纹宽而亮.

2、两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.

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,光波波长大的(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条纹为白色,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,内侧为紫色.

泊松亮斑:

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.

三、衍射光栅

衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。

干涉条纹与衍射条纹的区别:

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。

高中物理光的衍射教案设计篇三

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)能力目标

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)情感目标

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.

教学建议

高中物理光的衍射教案设计篇四

应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.

课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.

讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.

除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2,以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等,以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.

在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了,事与愿违,菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战,用实验验证了这个理论结论,实验却成了波动理论极其精彩的实证,菲涅尔为此获得了科学奖金(1819年).这个科学小故事告诉我们,在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者,必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度.今天的学习,在掌握知识的同时,也应培养自己这方面的好品质、好作风.

关于演示实验的教学建议

光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成

单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.

教学设计示例

(-)引入新课

一、光的衍射现象

上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.

(二)教学过程?

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.

高中物理光的衍射教案设计篇五

应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.

课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.

讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.

除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2,以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等,以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.

关于演示实验的教学建议

光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成

单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.

教学设计示例

(-)引入新课

一、光的衍射现象

上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.

(二)教学过程

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:

高中物理光的衍射教案设计篇六

光是一种电磁波,所以光的干涉就是波动特有的特征,最先观察到这一现象的是英国物理学家托马斯·杨,在1801年的双缝实验中成功发现了,几道光波在空间中互相叠加时,会导致某些区域始终增强,某些区域始终减弱,就会出现强弱相间的分布规律。托马斯·杨还据此解释了薄膜干涉现象,也就是为什么薄膜会呈现彩色的原因。

而光的干涉现象,并不是任何光线都可以随意发生的,只有几道频率相同,振动方向一致,并且相位差恒定的光线才会出现光的干涉现象。物理学中还有一种叫做光的衍射现象,这一现象也是出现明暗相间的花纹,但是和光的干涉的等间距条纹不同的是,光的衍射会出现不等距条纹,这也是光的衍射和干涉在光谱上的区别。

光的干涉的分类

1.双光波干涉:这是指两道光波所产生的干涉现象,双缝实验就属于这一类型,双光波干涉最大的特征就是不会呈现多光波干涉的细锐条纹,而是会做出正弦式变化。

2.多光波干涉:即两个以上光波所出现的干涉现象,陆末-格克尔片干涉实验就属于此类,多光波干涉最大的特征就是光强面所产生的条纹十分细锐。

3.偏振光的干涉:光的'振动面只固定于某一个方向的光就被称为偏振光,而两道偏振光相互干涉所产生的明暗条纹现象,就是偏振光的干涉。

光的干涉在生活中的应用

光的干涉经常被用在检测加工工件实际与设计之间所产生的微小偏差,也就是检测平面是否平整,其中最具代表性的就是迈克尔逊干涉仪,比如要加工一个高精度的平面玻璃板,利用样板和待测件的表面接触,在之间形成一个空气薄膜,之后利用光的干涉,看到薄膜上是否会出现条纹弯曲的现象,通过条纹的变化就能看出待测表面是否偏离平面。

还有一种叫做干涉滤光镜的光学薄膜,在彩色电视机中就是利用干涉滤光镜分离出了不同的颜色,也经常被用于导弹制导系统和卫星传感器中,干涉滤光镜其实就是在一块平面玻璃的底部涂上半透明金属漆,在接着涂上氟化镁,在涂一层半透明金属。

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高中物理光的衍射教案设计篇七

人教版普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-4·第十三章第三节。

教学内容分析

(一)作用与地位

本节是在《机械波》的基础上展开的,上承几何光学,也是后面学习《光的衍射》等知识的基础,本节揭示了光的波动性,促使人类对光的本性有更进一步的认识。同时也与选修3-5《光电效应》共同构成光的波粒二象性,所以本节具有重要的研究意义。

(二)课程标准

1、观察光的干涉现象;2、知道产生干涉现象的条件。

(三)课程特点

课程标准是课程的宏观结构,教材是课程的微观结构。从教材特点看,本节通过提出猜想:如果光真的是一种波;随后进行杨氏双缝实验,通过得到干涉图样,进而证明光是一种波;最后讨论路程差与半波长的关系,得出明暗条纹出现的条件。

但教材中并没有突出“空间”干涉;双缝干涉实验的示意图并没有采用形象化的展示,从而影响了学生对光的干涉机理的理解;增加了学习的难度,所以我对教材做了以下的处理:

2.通过演示光波直观图示,形象的展示光波的干涉机理,化抽象的光波为直观;

3.增强教学中的逻辑性,注重知识的构建过程;

学生情况分析

(一)思维特点

按皮亚杰的理论,高二学生正处在形式运算的思维阶段,遵循从简单到复杂,从直观到抽象的认知规律,但是他们的抽象思维能力还不够强,常常会需要具体的表象或类比于相似的具体经验来支持思维过程。

(二)知识基础

学生已经学习了机械波的内容,对机械波的干涉和波的叠加原理有一定认识。

(三)认知困难

但学生知识的迁移能力相对薄弱,且光的干涉机理比较抽象,加之对光干涉无本质的认识。

教学目标分析

(一)知识与技能

(1)知道光产生干涉的条件,知道光是一种波;

(2)知道光的干涉现象和干涉条纹的分布特点;

(3)知道路程差与明暗条纹之间的关系。

(二)过程与方法

(1)通过光的干涉与机械波干涉的类比,培养学生比较分析的能力和知识迁移的能力。

(三)情感、态度、价值观

(1)通过观察实验,培养学生实事求是的科学态度。

(2)通过了解杨氏双缝干涉实验,培养学生的物理学史情怀,增加对物理学的热爱。

教学重难点

重点:光的干涉特点和产生条件

重点:明暗条纹产生的原因

教学策略分析

一、教学方法

实验法

通过探究杨氏双缝实验,观察光干涉的特点,得出光是一种波;通过创新演示实验,利用丁达尔效应显现干涉通路,展示光干涉的空间性,进一步理解光的波动性;通过演示直观图示模拟波在空间p点的三种叠加情况(峰峰、谷谷、峰谷),理解光的干涉机理。

(2)讲授法

通过已熟悉的机械波干涉,迁移到光干涉问题的新情境中来,加强学生知识的迁移能力。

二、学法指导

在学法指导上,注重引导学生合作实验探究,观察思考,多自主讨论,重视分析归纳,使学生自主发现问题,解决问题,在获取新知识的同时提高合作意识,独立思考,易迁移,领会物理学的思想。

教学准备

教具:肥皂水、激光笔、双缝、支架、水槽、清水、牛奶、自制教具等。

多媒体:ppt、图片、图示模型、动画、视频等

实验创新

本节课除去导入新课使用的趣味实验和双缝实验外,设计了两个实验。

实验1传统的双缝干涉实验不能明显的展示干涉具有空间性,但通过往清水中加入牛奶,利用丁达尔效应显示干涉通路,进一步加深学生对光波动性的认识。

实验2课本中光干涉的插图并没有让学生清晰的认识到干涉的机理,通过利用演示实验,制作两列波在空间某点p的三种叠加情况(波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加、波峰与波谷叠加),直观展示光波叠加的实际过程,让学生更好的理解明暗条纹产生的原因。

教学流程

教学过程设计

教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图一、创设情境,引入课题:

介绍器材:肥皂水、塑料圈

演示实验:吹泡泡

二、创新演示实验展示空间干涉

1.学习物理学史,增强对物理学的热爱

介绍以牛顿为代表的物理学家认为光是粒子性的,以惠更斯为代表的物理家提出了波动性及托马斯杨实验。

2.进行实验探究,观察实验现象

实验器材:绿色激光、双缝片、光屏

介绍实验装置,进行双缝干涉实验。

观察实验,总结现象:中间是明条纹,并且出现明暗相间的条纹。

光干涉条件:频率、相位差、振动方向相同。

实验结论:光是一种波。

干涉图样特点:出现中央亮纹,亮度往两边变暗;明(暗)条纹的宽度相同。

3.演示创新实验,展示空间干涉

前后移动激光笔,引导学生观察干涉图样。

实验器材:单色激光、双缝、牛奶、水槽、水。

利用丁达尔现象演示光干涉通路。

更进一步地认识光的波动性。

得出结论:光在整个叠加空间区域内都发生干涉。

三、演示形象图示,理解干涉原理

通过演示直观的光波叠加图示:通过类比机械波的叠加图示,在空间某点p,恰好两列相干波波峰与波峰叠加,由于波峰的振幅最大,且振动方向相同,叠加时振幅更大,则相干加强,以此迁移到抽象的光波,在光屏该处则为明条纹,同理波谷与波谷在此处叠加也为明条纹,波峰与波谷则为暗条纹。

(同理谷谷叠加也为明条纹,没有展示叠加图示)

光波峰谷叠加相消为暗条纹

高中物理光的衍射教案设计篇八

光是一种电磁波,所以光的干涉就是波动特有的特征,最先观察到这一现象的是英国物理学家托马斯·杨,在18的双缝实验中成功发现了,几道光波在空间中互相叠加时,会导致某些区域始终增强,某些区域始终减弱,就会出现强弱相间的分布规律。托马斯·杨还据此解释了薄膜干涉现象,也就是为什么薄膜会呈现彩色的原因。

而光的干涉现象,并不是任何光线都可以随意发生的,只有几道频率相同,振动方向一致,并且相位差恒定的光线才会出现光的干涉现象。物理学中还有一种叫做光的衍射现象,这一现象也是出现明暗相间的花纹,但是和光的干涉的等间距条纹不同的是,光的衍射会出现不等距条纹,这也是光的衍射和干涉在光谱上的区别。

光的干涉的分类

1.双光波干涉:这是指两道光波所产生的干涉现象,双缝实验就属于这一类型,双光波干涉最大的特征就是不会呈现多光波干涉的细锐条纹,而是会做出正弦式变化。

2.多光波干涉:即两个以上光波所出现的干涉现象,陆末-格克尔片干涉实验就属于此类,多光波干涉最大的特征就是光强面所产生的条纹十分细锐。

3.偏振光的干涉:光的'振动面只固定于某一个方向的光就被称为偏振光,而两道偏振光相互干涉所产生的明暗条纹现象,就是偏振光的干涉。

光的干涉在生活中的应用

光的干涉经常被用在检测加工工件实际与设计之间所产生的微小偏差,也就是检测平面是否平整,其中最具代表性的就是迈克尔逊干涉仪,比如要加工一个高精度的平面玻璃板,利用样板和待测件的表面接触,在之间形成一个空气薄膜,之后利用光的干涉,看到薄膜上是否会出现条纹弯曲的现象,通过条纹的变化就能看出待测表面是否偏离平面。

还有一种叫做干涉滤光镜的光学薄膜,在彩色电视机中就是利用干涉滤光镜分离出了不同的颜色,也经常被用于导弹制导系统和卫星传感器中,干涉滤光镜其实就是在一块平面玻璃的底部涂上半透明金属漆,在接着涂上氟化镁,在涂一层半透明金属。

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