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物理教案 光的干涉(小编推荐)

时间:2022-02-14 物理教案 下册物理教案

教学目标

(一)知识目标

1、知道光的干涉现象,了解相干条件,知道光的双缝干涉现象是如何产生的以及产生明暗条纹间距与波长的关系;

2、知道薄膜干涉是如何产生的,了解薄膜干涉的现象及技术上的应用。

(二)能力目标

通过观察实验现象,与以前学过的机械波的干涉进行类比,培养学生的自主学习的能力以及对问题的分析、推理能力。

教学建议

光的干涉是本章的重点之一.讲解前先引导学生回忆机械波的有关内容.

在光的干涉的教学中,一个值得注意的问题是相干条件的讲述(有关内容可以参见扩展资料).相对于机械波--比较容易的获得连续振动的波源、满足相干波的条件,两个独立光源发出的光,即使是频率相同的单色光(实际上严格的单色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考虑到学生的知识基础和接受水平,讲解中可以不提出相干光的概念,只强调利用单孔双缝使得一束光成了两个振动情况总是相同的波源,这同机械波中提到的振源的振动步调相同的要求是一致的.

做好演示实验.让学生通过观察白光的双缝干涉和单色光的双缝干涉加深知识的理解.

双缝干涉的教学虽不要求定量讨论,但是在讲条纹间距与波长的关系时,要让学生知道公式中每一项的意义,配合彩图让学生将白光、单色光的干涉图样的特点记住.并要知道不同色光具有不同的频率,光的频率只由光源决定而与介质无关.在狭缝间的距离和狭缝与屏间的距离不变的条件下,单色光产生的干涉条纹间距跟光的波长成正比,这个关系是应该让学生知道的.知道了这一点,学生才能理解不同色光具有不同的频率和波长.

薄膜干涉的教学,可以结合实验、演示来进行,只要求学生初步认识这种现象,不必做进一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,两片玻璃之间的空气膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以让学生观察.如果有牛顿环的实验装置,也可以让学生观察.

关于光的干涉在技术上的应用,教材中举了用干涉法检查平面和增透膜的例子.对此只要求学生初步了解其原理,可不再补充.

关于演示实验的教学建议

(1)演示实验可以用激光光学演示仪、实验时使激光束的行进方向正对学生的观察方向,用毛玻璃屏接收干涉条纹.让光屏到双缝的距离保持一定(L不变),让光束通过不同间距(d)的双缝,可观察到屏上的条纹间距不同,d大的条纹间距窄,保持d不变,使双缝到屏的距离增大,则条纹间距变宽.

(2)学生实验用双缝干涉仪测光的波长.实验时可以用灯丝为线状的灯泡作光源,在双缝前加一滤光片(红、绿均可),让双缝对准光源且双缝平行于灯丝,这样通过双缝的为单色光.然后调节双缝的卡脚,即可在筒内带有刻波的光屏上得到单色光的干涉条纹,再从观察到的条纹中选若干条清晰的条纹,从屏上的刻度读出他们的间距之和,求出相邻两条纹的间距:,

可以求出

d在双缝上已标出,L从仪器上可得到,为测量到的值,即可求出,本实验除了测波长,还可以让学生用其观察白光的干涉条纹(不加滤光片,直接观察灯丝发出的光),在屏上可看到彩色条纹

(3)薄膜干涉可采用随堂实验.用生物实验用的盖玻片、酒精灯、食盐.将少许食盐撒在酒精灯的灯芯上点燃,然后将盖玻片置于火焰后方,用眼睛从前面着盖玻片即可看到明、暗相间的条纹

(4)用激光演示仪加牛顿圈配件可以在屏上得到牛顿环

教学设计示例

(-)引入新课

通过机械波的干涉和衍射现象产生的条件和现象引入光的干涉和衍射

(二)教学过程(需要重点强调的主要知识点)

1、实现新旧知识迁移是掌握双缝干涉的关键

干涉和衍射是波的特有现象,确定某种物理过程是不是波动,就看它有没有干涉现象和衍射现象产生,只有观察到光的干涉现象和衍射现象,才能确认光具有波动性在学习双缝干涉前,应回顾下列有关机械波的知识:

A、两列波彼此相遇后,仍像相遇以前一样,各自保持原有的波形,继续向前传播;

B、在两列波重叠的区域里,任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移矢量和;

C、频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫波的干涉;

D、要得到稳定的干涉图样,两个波源必须是相干波源m.JK251.com

2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.

由于物质发光的特殊性,任何两个独立的光源发出的光相叠加均不能产生干涉现象怎样才能得到相干光源呢?双缝干涉就是成功的一例.在双缝干涉实验中,光从单缝射到双缝上,形成了两个振动情况总是相同的相干光源,它们在光屏上叠加就出现干涉图样.

上述思维过程,不仅能顺利地掌握双缝干涉,同时为研究薄膜干涉打好了基础

(1)双缝干涉

两个独立的光源发出的光不是相干光,双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光,在光屏上相通形成稳定的干涉条纹.

在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点出现亮条纹;光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点出现暗条纹.

A、对干涉图样的研究可知:相邻两条明条纹(暗条纹)中心距离与屏到双缝的距离L成正比;与双缝间距离d成反比;与照射光的波长成正比.

B、在实验装置不变的情况下化、d不变),由于红光的波长大于紫光的波长,所以红光产生的干涉条纹间距较大,紫光产生的干涉条纹间距较小;初步了解通过双缝干涉测波长的原理.

C、用白光进行干涉实验,各种单色光在光屏中央均为明纹,中央亮纹是各色光复合而成,所以是白色的.各色光由于波长不同,在光屏上产生的其它各级亮纹的位置均不相同,所以其它各级亮纹是彩色的.

(2)薄膜干涉

让一束光经薄膜的两个表面反射后,形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉.

A、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一明条纹(暗条纹)应出现在膜的厚度相等的地方.由于光波波长极短,所以微薄膜干涉时,介质膜应足够薄,才能观察到干涉条纹.

B、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹,阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉.

C、薄膜于涉在技术上可以检查镜面和精密部件表面形状;精密光学过镜上的增透膜(当增透膜的厚度是入射光在膜中波长的1/4时,透镜上透光损失的能量最小,增强了透镜的透光能力.)

3、光的衍射

光离开直线路径绕到障碍物几何阴影里去的现象叫光的衍射.只有当小孔、单缝或小屏的尺寸小于波长或和波长差不多时,才能观察到明显的衍射现象.

A、白光通过小孔或单缝时,屏上出现的衍射图样中央是白色亮纹,它各级亮纹是彩色的;用单色光进行单缝衍射时,屏上出现明暗相间的衍射条纹.

B、光的衍射现象中出现明暗相间的条纹,实际上是干涉的结果,说明光的干涉和衍射现象有密切关系.

C、干涉和衍射是波的基本特性,光的干涉和衍射现象征明了光是一种波.干涉和衍射现象产生的机理不同,产生的图样也有区别.干涉图样的中央亮纹和其它各级亮纹的宽度基本相等,而衍射图样各级亮纹的宽度各不相同,中央亮纹的宽度差不多是其它各级亮纹宽度的两倍.

D、白光干涉、衍射现象中出现的彩色条纹与白光色散的彩色条纹产生的机理不同,前者由光的叠加产生的,后者由光的折射产生的.

探究活动

1、查阅资料:有关光的干涉的内容

2、实验:观察薄膜干涉和牛顿环

3、了解等厚干涉和等倾干涉.

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教学目标

知识目标

1、掌握反射定律,理解镜面反射和漫反射的异同.

2、掌握平面镜成像的基本原理,知道什么是虚像,掌握平面镜成虚象的作图法和和利用几何知识进行光路控制的有关计算.

能力目标

1、知道反射光路是可逆的,并能用来解释光现象和计算有关的问题.

2、知道平面镜是怎样成像的,会画成像的光路图,

3、知道像的特点,能够证明物和像是镜面对称的.

情感目标

培养学生通过所学的物理知识来认识自然界,从而热爱生活,用正确的科学的态度对待生活,培养正确的世界观和人生观.

教学建议

关于光的反射、平面镜的教学建议

(-)引入新课

上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.

(二)教学过程

光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:

何为光的反射?

光的反射定律内容是什么?

列举光的反射现象.

漫反射和镜面反射的区别和联系.

平面镜成像的特点和规律.

平面镜成像做图.

教师讲解:

光的反射

1、人是怎样看见周围物体的?

物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.

2.光的反射定律:

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.

A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.

C、在反射现象中,光路是可逆的.

D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.

光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.

3.平面镜成像:

像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.

关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.

平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

关于平面镜成像的教学建议

在初中阶段学习时只要求利用平面镜成像的规律进行作图,现在要求学生了解根据光的反射原理作图.

①平面镜成的是虚像,像与物等大,并且相对于镜面对称、这个结论在初中阶段由实验得出,现在可以利用几何方法证明.

②加深对虚像的理解,要让学生知道虚像不是由实际光线会聚而成,而是由镜面反射后的实际光线反向延长线会聚而成的、虚像不能用光屏接到,只能用眼睛直接观察.

③平面镜成像特点:

与物等大、正立的虚像,且物与像是关于镜面对称的

注意:虚像人眼能够看到,照相机也能拍摄

④平面镜不改变光线性质:具体是指:平行光线经平面镜反射后仍为平行光线、会聚光线经平面镜反射后仍为会聚光线、发散光线经平面镜反射后仍为发散光线

⑤平面镜成像作图法:

1)反射定律法:从物点作任意两光线射向平面镜,由反射定律作其反射光线,此两条反射光线的反向延长线交点即为虚像点.

2)对称法:先标出反射面,再找物点关于镇面的对称点即像的位置、由物点任意作两条入射光线,其反射光线的反向延长线必通过像点,实际“存在”的光线或实像用实线表示,并不真实“存在”的光线即反向延长线或虚像用虚线表示,实光线方向冠以箭头.通常为了保证准确、方便,常用第二种方法.

教学设计示例

光的反射、平面镜

(-)引入新课

上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.

(二)教学过程

光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:

何为光的反射?

光的反射定律内容是什么?

列举光的反射现象.

漫反射和镜面反射的区别和联系.

平面镜成像的特点和规律.

平面镜成像做图.

教师讲解:

光的反射

1、人是怎样看见周围物体的?

物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.

2.光的反射定律:

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.

A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.

C、在反射现象中,光路是可逆的.

D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.

光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.

3.平面镜成像:

像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.

关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.

平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

探究活动

1.制作:利用光的反射现象制作一只潜望镜.

2.调查生活中有关光的反射的应用情况.

3.利用光的反射知识解释生活中的有关现象.

物理教案 激光(小编推荐)


教学目标

知识目标

1、了解什么是激光和激光的特性.

2、了解激光的应用.

能力目标

培养自主学习能力

情感目标

通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时,让学生了解我国的科学事业,培养学生的爱国热情.

教学建议

本节内容可以作为阅读材料,指导学生自学,教师采取多种方式安排教学活动,以提高学生的学习兴趣,比如:组织学生观看有关激光的科技电影片,发动学生收集相关材料,组织阅读、参观等均可.以锻炼学生的自主学习能力.

让学生通过学习了解以下两点:

1、激光与自然光的区别

激光与自然光比较,具有以下几个重要特点:

(1)普通光源发出的是混合光,激光的频率单一.因此激光相干性非常好,颜色特别纯,

(2)激光束的平行度和方向性非常好.

(3)激光的强度特别大,亮度很高.

2、激光的重要应用

激光的应用非常多,发展前景非常广阔,目前的重要应用有:光纤通信、精确测距、目标跟踪、激光光盘、激光致热切割、激光核聚变等等.

教学设计示例

关于本节内容,可以作为阅读材料,指导学生自学,在自学的时候,可以让学生思考如下几个问题:

1、究竟什么是激光呢?

2、激光是如何产生的?

3、激光都有那些特性和用途呢?

通过有关视频资料加深学生对激光的了解(可以参考媒体资料)。

探究活动

查阅有关激光的资料(激光器的种类,应用等)

物理教案 磁场(小编推荐)


教学目的:

1、复习初中所学有关磁场知识(磁场的作用、磁感线)

2、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的

3、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线分布情况

4、理解安培定则(左手螺旋定则)

能力目标:通过小组合作研究,培养学生的团结协作能力,观察、分析和综合能力,使学生尝试、了解科学研究的基本方法

重点:通过学生探究,老师讲解,弄清条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管磁感线分布情况

难点:理解安培定则

教学方法:通过学生探究,教师演示实验,多媒体展示,使学生了解各种磁场的磁感线分布情况,理解安培定则

课时数:一课时

教学过程:

一、复习巩固初中已学过磁场的有关知识:

磁铁有N、S两极,同名磁铁相互排斥,异名磁铁相互吸引

磁铁间的相互作用是通过磁场发生的

磁铁在周围空间激发磁场,磁场是一种物质

磁场的强弱,磁场在各点的方向形象地用磁感线来表示

[回顾练习]

用磁感线形象地描述条形磁铁、蹄形磁铁所激发的磁场

[引导回忆]

磁感线有以下特点:

1、磁感线的疏密表示各点磁场强弱,磁感线在某点的切线方向即为该点的磁场的方向,也是小磁针在该点的N极指向

2、磁感线在空中不相交

3、磁铁外部磁感线方向是:N→S

※磁铁内部也有磁场,其磁感线方向:S→N

磁铁内部、外部磁感线条数一样多,磁感线是闭合曲线

二、讲解新课

1、引入新课:磁铁能够激发磁场,使小磁针发生偏转。电和磁有许多相似之处,电流是否能在周围空间激发磁场,使小磁针发生偏转呢?

[探究课题]研究电流周围是否存在磁场

器材:小磁针一个、电池一节、导线一根、橡皮擦一个(自备)

探究方式:分组研究、观察、讨论

现象:通电时,小磁针发生了偏转

[多媒体展示]奥斯特实验

结论:电流能在周围空间激发磁场,并对磁极产生作用

2、讲解磁极对电流的作用

[演示实验]演示磁极对电流的作用

实验器材:电池两个、线圈、蹄形磁铁、电键、导线、铁架台(带铁夹)

现象:通电后,静止的线圈在磁极中发生了摆动

结论:磁极对电流可以产生力的作用(通过磁场)

3、讲解电流和电流的相互作用

[多媒体展示]两条平行直导线,当通以同向或反向电流时,两导线间相互作用

※为了使实验现象更直观,便于观察,两平行直导线用锡箔纸圆筒代替

现象:通以同向电流时,它们相互吸引

通以反向电流时,它们相互排斥

结论:电流和的电流之间可以通过磁场产生相互作用

[小结]磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都可以通过磁场发生相互作用;磁极和电流都可以在周围空间激发磁场。

4、讲解各种磁场的方向、磁感线

初中主要讲解了条形磁铁、蹄形磁铁周围磁场,本节课继续讨论电流激发的磁场,研究电流激发的磁场的磁感线方向和电流方向间关系。

a:直线电流的磁场:

[多媒体展示]进一步分析奥斯特实验

直线电流的磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向即为磁感线的环绕方向。

b:环形电流的磁场:

[探究课题]研究环形电流内部、外部磁感线方向和环形电流方向关系。

器材:小磁针一枚、电池一节、导线一根、橡皮擦一个(自备)

探究方式:分组研究、教师引导分析

现象:通电后,小磁针会发生偏转,环形导线内部和外部小磁针偏转方向相反。

安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

c:通电螺线管的磁场:

[多媒体展示]螺线管通电后,螺线管上、中、下部的小磁针偏转情况。

通电螺线管的磁感线和条形磁铁的磁感线类似

外部是从北极出来,进入南极;内部磁感线跟螺线管的轴线平行,方向由南极指向北极

内部、外部磁感线相连,形成环绕电流的闭合曲线

安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。

[小结]不仅磁铁可在周围空间激发磁场,电流也可在周围空间激发磁场,电流的方向和磁感线的方向关系用安培定则判断。

三、练习

[讨论]通电螺线管通电后,螺线管长度和通电前相比,有无变化?如何变化?

物理教案 超重失重(小编推荐)


教学目标

1、知识目标:

(1)知道什么是超重和失重.

(2)知道产生超重和失重的条件.

2、能力目标:观察能力、对知识的迁移能力

3、情感目标:培养学生学习兴趣,开阔视野.

教学建议

教材分析

本节通过对运动的升降机中测力计的示数变化,讨论了什么是超重现象、失重现象以及完全失重现象,并指出了它们的产生条件.

教法分析

1、通过实例让学生分清“实重”和“视重”.从而建立超重和失重的概念.同时认识到物体的重力大小是不会随运动状态变化而变化的.

2、依据力和运动的关系明确给出超重和失重的产生条件.

3、借助实验和课件建立感性认识,辅助理解;与实际生活紧密联系,激发学习兴趣.

教学设计示例

教学重点:超重和失重的概念及产生条件.

教学难点:视重和实重的区别.

示例:

(一)什么是超重和失重

视频:台秤称物体视重.

问题:1、物体的实际重力变化了没有?2、台秤的视数变化了没有?怎样变的?3、物体的重力和台秤的视数反映的力从性质上说有什么不同?

通过学生的观察和讨论引出(分析时要建立如课本所示的模型):

实重:即物体的实际重力,它不随物体运动状态变化而变化的.

视重:指物体对支持物的压力或悬挂它的物体的拉力,它随物体运动状态变化而变化.

超重:视重大于实重的现象.

失重:视重小于实重的现象.

完全失重:视重等于零的现象.

(二)超重和失重的产生条件

分析典型例题1,总结出物体超重还是失重仅与其运动的加速度方向有关,而与其运动方向无关.

超重产生条件:物体存在竖直向上的加速度.设物体向上的加速度为,则该物体的视重大小为.

失重产生条件:物体存在竖直向下的加速度.设物体向下的加速度为,则该物体的视重大小为.当时,=0,出现完全失重现象.

当物体运动加速度=0时,视重等于实重,即物体对水平面的压力或悬绳对物体的拉力大小等于物体的重力.

为了加强感性认识,提供课件:完全失重现象.(也可作该实验)

探究活动

题目:做一个关于失重或超重的实验装置(或设计一个小实验)

(提示:用火柴盒和发光二极管演示完全失重现象)

组织:自愿结组.

方式:展示、比赛,评出优胜奖.

评价:培养学生动手能力和学习兴趣.

物理教案 光的衍射


教学目标

(一)知识目标

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

有关光的衍射的教学建议

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.

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.

探究活动

1、用游标卡尺观察光的衍射现象.

2、考察光的衍射现象在人们的日常生活中的体现.

光的折射(小编推荐)


(南京四十六中学周永昌)

(一)教材:人教社九年义务教育初中物理第一册

(二)教学目的

1.知道什么是光的折射现象及折射光线、折射角。

2.知道光从空气斜射入水、其他介质中及光从水、其他介质斜射入空气中的折射情况。

3.知道折射现象中光路是可逆的。

4.能用光的折射解释生活中的一些简单现象。

(三)教具

碗、适量的水、筷子一根、全反射演示器(或光的折射演示器)。

(四)教学过程

一、观察本节课文“?”中的现象,引出课题请同学们观察几个现象。

1.教师出示一只碗,让学生观察确定的深浅。给碗加入适量的水,再让学生观察碗的深浅,有什么变化。

2.取一根筷子,让学生看是直的。将筷子斜放入水中,再让学生观察筷子有什么变化。

教师问:看到了什么现象?(学生回答:碗加水后好像变浅了。筷子放入水中好像在水面处折断了。)教师再问:这是什么原因呢?今天我们来研究光的另一种现象。学习后,同学们就能解释这些现象了。引出课题并板书。

二、讲授新课

1.通过演示,讲解什么是光的折射现象及折射光线、折射角。

教师用“全反射演示器”演示光从空气斜射入水中的折射现象。演示时,在入射点处垂直水面插入一细木棒作法线。学生看到光在水面处改变方向继续在水中传播。教师讲述什么是光的折射现象。在黑板上画出折射光路图。接着讲述什么是折射光线、折射角。同时强调指出:折射角是折射光线与法线的夹角,而不是与界面的夹角。

2.通过演示,研究光的折射情况

①教师用“全反射演示器”演示课本上图6-2的实验,光从空气斜射入水中的折射情况及垂直入射的情况。让学生观察折射角与入射角的大小关系。改变入射角再做一次。

演示完在黑板上画出光路图。教师先画出入射光线,然后让学生画出不同入射角的折射光线(如图1)。

教师引导学生小结:光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,折射光线向法线偏折。光线垂直水面入射时,折射角等于入射角都等于零,即方向不改变。(在黑板上板书)

教师补充讲述,如果光从空气射入玻璃、水晶等一些透明介质中时,情况和上述相同。

②再演示光从水斜射入空气和垂直射入空气时的折射情况。先让学生小结,然后教师再给出结论,并板书。

比较①、②的情况。教师指出折射现象中,光路也是可逆的。在图6-1中用反向箭头标出光路。

师生共同小结光的折射规律。让学生阅读教材上本节课文方框中“光的折射”一段。

3.举例应用光的折射规律解释生活中的一些简单现象。

分析课本图6-4所示的现象。画出光路图,教师解释池底变浅的原因。强调:人看到池底是因为池底射出的光经过折射后进入人眼。人眼的生理功能只能感觉光是沿直线射来的。所以池底好像抬高了,也就是变浅了。需要指出:人们看到池底的A′点是A点的虚像。

回顾本课开始同学们观察到的第一个现象:碗底加水后变浅。其道理和上述一样。

三、小结本课内容。讨论实例。完成课文中的练习

1.本课主要内容是光的折射现象、光在发生折射时折射角与入射角的关系及应用它来解释一些简单现象。

2.让学生课内完成课文后的练习。请学生自己回答、订正。

3.回顾本课开始学生观察的第二个现象。组织学生讨论“想想议议”中的问题。最后教师在黑板上画图,小结筷子向上弯折的道理。

四、作业

1.阅读课本中的阅读材料“海市蜃楼”。

2.节后练习第1、2、3题。第3题要先做实验后回答。

五、说明

1.本节教师演示较多,要注意让学生能观察到明显的现象,以加深对折射现象的印象和激发学生学习兴趣。开始引入课题的实验器材,要用碗不宜用杯子,避免解释的麻烦。筷子要斜插入水中,学生从侧面观察效果好。

2.本节演示器材较多,重点是观察折射时的光路。为保证观察效果,最好在实验室上课,并且要遮光。

3.为提高学生学习兴趣和培养观察、分析、归纳能力,做每个演示实验前要提醒学生观察什么。实验完,教师不急于讲解,先引导学生自己分析、归纳,然后教师再补充、小结。当然应注意控制好时间,不要影响教学内容的完成。

4.运用折射规律解释现象,学生会有一定困难。教师应注意示范引导,边画光路图边分析解释。应强调:人眼看到物体是该物体射出的光进入人眼,而且人眼的生理功能只能感觉光是沿直线进入人眼的。

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