(精品)高二物理人教選修3-4 13.5光的衍射教案

1、學校：臨清實驗高中學校：臨清實驗高中學科：物理學科：物理編寫人：王鳳君編寫人：王鳳君審稿人審稿人：孔慶生：孔慶生選修選修34第十三章第第十三章第5節(jié)光的衍射節(jié)光的衍射一、教材分析一、教材分析《光的顏色光的顏色色散色散》是人教版高中物理選修是人教版高中物理選修34第13章第五節(jié)的教學內容，主要認識光章第五節(jié)的教學內容，主要認識光的衍射以及衍射光柵的原理。的衍射以及衍射光柵的原理。二、教學目標二、教學目標1、知識目標、知識目標（1）通過實驗

2、觀察，讓學生認識光的衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯的光的衍射現(xiàn)象的條件，從）通過實驗觀察，讓學生認識光的衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯的光的衍射現(xiàn)象的條件，從而對光的波動性有進一步的認識而對光的波動性有進一步的認識.（2）通常學習知道）通常學習知道“幾何光學幾何光學”中所說的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律中所說的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律.2、能力目標、能力目標（1）通過討論和對單縫衍射裝置的觀察，理解衍射條件的設計思想）通過討論和對單縫衍射裝置的觀察，理

3、解衍射條件的設計思想.（2）在認真觀察課堂演示實驗和課外自己動手觀察衍射現(xiàn)象的基礎上，培養(yǎng)學生比較推理）在認真觀察課堂演示實驗和課外自己動手觀察衍射現(xiàn)象的基礎上，培養(yǎng)學生比較推理能力和抽象思維能力能力和抽象思維能力.3、情感、態(tài)度和價值觀目標：、情感、態(tài)度和價值觀目標：通過通過“泊松亮斑泊松亮斑”等科學小故事的學習，培養(yǎng)學生堅定的自信心、踏實勤奮的工作態(tài)度和科等科學小故事的學習，培養(yǎng)學生堅定的自信心、踏實勤奮的工作態(tài)度和科學研究品德學研

4、究品德.三、教學重點難點三、教學重點難點1、教學重點、教學重點單縫衍射實驗和圓孔衍射實驗的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件單縫衍射實驗和圓孔衍射實驗的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.2、教學難點、教學難點衍射條紋成因的初步說明衍射條紋成因的初步說明.四、學情分析（根據(jù)個人情況寫）四、學情分析（根據(jù)個人情況寫）五、教學方法五、教學方法1.通過機械波衍射現(xiàn)象類比推理，提出光的衍射實驗觀察設想通過機械波衍射現(xiàn)象類比推理，提出光的衍射實驗觀察設想

5、.2.通過觀察分析實驗，歸納出產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件以及衍射是光的波動性的表現(xiàn)通過觀察分析實驗，歸納出產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件以及衍射是光的波動性的表現(xiàn).3.通過對比認識衍射條紋的特點及變化，加深對衍射圖象的了解通過對比認識衍射條紋的特點及變化，加深對衍射圖象的了解.六、教學用具六、教學用具JGQ型氦氖激光器型氦氖激光器25臺，衍射單縫（可調縫寬度）臺，衍射單縫（可調縫寬度），光屏、光柵衍射小圓孔板，兩支鉛筆，光屏、光柵衍射小圓孔板，兩支

6、鉛筆（學生自備）（學生自備），日光燈（教室內一般都有），日光燈（教室內一般都有），直徑，直徑5mm的自行車軸承用小鋼珠，被磁化的鋼的自行車軸承用小鋼珠，被磁化的鋼針（吸小鋼珠用）針（吸小鋼珠用），投影儀（本節(jié)課在光學實驗室進行），投影儀（本節(jié)課在光學實驗室進行）.七、課時安排：七、課時安排：1課時課時八、教學過程八、教學過程(一)預習檢查、總結疑惑預習檢查、總結疑惑復習水波的衍射復習水波的衍射［投影水波衍射圖片（試驗修訂本第二冊［投影水

7、波衍射圖片（試驗修訂本第二冊P14圖10—26，10—27）］［師］請大家看這幾幅圖片，回憶一下相關內容，回答下面兩個問題：［師］請大家看這幾幅圖片，回憶一下相關內容，回答下面兩個問題：1.什么是波的衍射？什么是波的衍射？2.圖10—27中哪一幅衍射現(xiàn)象最明顯？說明原因中哪一幅衍射現(xiàn)象最明顯？說明原因.［生［生1］（議論后，一人發(fā)言）波能繞過障礙物的現(xiàn)象叫波的衍射（議論后，一人發(fā)言）波能繞過障礙物的現(xiàn)象叫波的衍射.圖10—27中丙圖衍射

8、最明中丙圖衍射最明［師］請大家將我們的實驗結果與課本圖［師］請大家將我們的實驗結果與課本圖20—8的幾幅照片比較，總結一下光要發(fā)生明顯的的幾幅照片比較，總結一下光要發(fā)生明顯的衍射應滿足什么條件衍射應滿足什么條件.［生］當狹縫的寬度比波長小或跟波長差不多時，光偏離了直線傳播方向，發(fā)生了明顯的衍［生］當狹縫的寬度比波長小或跟波長差不多時，光偏離了直線傳播方向，發(fā)生了明顯的衍射.光的衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象［師］大家通過實驗觀察看到，光在傳播過程

9、中能離開直線繞過障礙物到達陰影里去，這一［師］大家通過實驗觀察看到，光在傳播過程中能離開直線繞過障礙物到達陰影里去，這一現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象.衍射時產(chǎn)生的明暗條紋叫做衍射圖樣衍射時產(chǎn)生的明暗條紋叫做衍射圖樣.其實，不僅單縫，還有圓孔，其實，不僅單縫，還有圓孔，多條平行狹縫以及各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射多條平行狹縫以及各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射.同機械波的衍射一樣，光發(fā)生明同機械波的衍射一樣，光發(fā)生

10、明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小.［師］下面我們再來觀察一下圓孔和光柵的衍射現(xiàn)象［師］下面我們再來觀察一下圓孔和光柵的衍射現(xiàn)象.（教師演示，將單縫分別換成圓孔和光柵，可以在屏上觀察到清楚的明暗相間的圓環(huán)和清晰（教師演示，將單縫分別換成圓孔和光柵，可以在屏上觀察到清楚的明暗相間的圓環(huán)和清晰的明暗相間的條紋的明暗相間的條紋.

11、)［師］同學們已經(jīng)注意到，在衍射現(xiàn)象中，常有一些亮線和暗線，據(jù)此大家來猜猜原因［師］同學們已經(jīng)注意到，在衍射現(xiàn)象中，常有一些亮線和暗線，據(jù)此大家來猜猜原因.［生］在干涉現(xiàn)象中我們也觀察到明暗相間的條紋，我想這里的道理應該跟在干涉現(xiàn)象中差［生］在干涉現(xiàn)象中我們也觀察到明暗相間的條紋，我想這里的道理應該跟在干涉現(xiàn)象中差不多不多.［師］猜想有道理［師］猜想有道理.其實在光的衍射現(xiàn)象中，來自單縫或圓孔上不同位置的光，到光屏處的路其實在光的衍射現(xiàn)

12、象中，來自單縫或圓孔上不同位置的光，到光屏處的路程差滿足一定的特點，疊加時加強或減弱，形成明暗相間的條紋，這確實跟光的干涉原理是程差滿足一定的特點，疊加時加強或減弱，形成明暗相間的條紋，這確實跟光的干涉原理是相似的，大家再考慮一下，如果用白光做衍射實驗，條紋會怎樣呢？相似的，大家再考慮一下，如果用白光做衍射實驗，條紋會怎樣呢？［生］條紋應該是彩色的，因為不同色光波長不同，在疊加時形成條紋位置也不一樣，疊合［生］條紋應該是彩色的，因為不同

13、色光波長不同，在疊加時形成條紋位置也不一樣，疊合時形成彩色時形成彩色.［師］回答得非常好，大家明白了嗎？［師］回答得非常好，大家明白了嗎？［生］明白［生］明白.(教師指導學生用兩支鉛筆并攏觀察日光燈衍射條紋）教師指導學生用兩支鉛筆并攏觀察日光燈衍射條紋）光的衍射現(xiàn)象證明光具有波動性光的衍射現(xiàn)象證明光具有波動性［師］在光的本性認識的歷史上有過一個［師］在光的本性認識的歷史上有過一個“泊松亮斑泊松亮斑”的故事，請大家來讀一讀的故事，請大家來

14、讀一讀.(學生閱讀學生閱讀課文后的課文后的“閱讀材料閱讀材料”）［師］大家想不想看看這個亮斑？［師］大家想不想看看這個亮斑？［生］想［生］想.（教師演示，用被磁化的鋼針吸一粒鋼珠，懸起，使激光束與鋼珠球心在同一直線上，圖（教師演示，用被磁化的鋼針吸一粒鋼珠，懸起，使激光束與鋼珠球心在同一直線上，圖20—20就能在屏上觀察到鋼珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑就能在屏上觀察到鋼珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.）［師］著名數(shù)學家泊松根據(jù)物理學家

15、菲涅耳提出的波動理論推算出圓板陰影的中心應該是一［師］著名數(shù)學家泊松根據(jù)物理學家菲涅耳提出的波動理論推算出圓板陰影的中心應該是一個亮斑，想借此駁倒菲涅耳的波動理論，菲涅耳與阿拉果接受了泊松的挑戰(zhàn)，通過多次實驗，個亮斑，想借此駁倒菲涅耳的波動理論，菲涅耳與阿拉果接受了泊松的挑戰(zhàn)，通過多次實驗，發(fā)現(xiàn)圓板中心確有一個亮斑發(fā)現(xiàn)圓板中心確有一個亮斑.這樣這樣“泊松亮斑泊松亮斑”實驗就成了光的波動理論的精彩驗證實驗就成了光的波動理論的精彩驗證.大家