高中物理光的干涉教案大全
物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。接下來是小編為大家整理的高中物理光的干涉教案大全，希望大家喜歡!
高中物理光的干涉教案大全一
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識(shí)與技能：
(1)在學(xué)生已有幾何光學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生回顧人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程
(2)在復(fù)習(xí)機(jī)械波干涉的基礎(chǔ)上使學(xué)生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。
(3)使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關(guān)計(jì)算，明確可以利用雙縫干涉的關(guān)系測(cè)定光波的波長(zhǎng)。
(4)通過干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)光的干涉現(xiàn)象加深認(rèn)識(shí)。
2、過程與方法
在教學(xué)的主要設(shè)置了兩個(gè)探究的問題
(1)在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。
(2)小組合作學(xué)習(xí)探究相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距與什么因素有關(guān)。
3、情感態(tài)度價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生合作的精神、團(tuán)隊(duì)的意識(shí)和集體的觀念，培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識(shí)的能力，從而真正實(shí)現(xiàn)使每個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
(1)使學(xué)生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，掌握干涉圖樣的特征。
(2)理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件
(3)理解相鄰的亮條紋(或暗條紋)的間距，并能應(yīng)用這一規(guī)律解決實(shí)際問題
【教學(xué)難點(diǎn)】
(1)對(duì)雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解
(2)理解影響雙縫干涉圖樣中相鄰亮條紋(或暗條紋)間距的因素
【教學(xué)方法】
類比、實(shí)驗(yàn)、分組探究
【教學(xué)工具】
PPT課件、玩具激光光源、光柵(雙縫)
【教學(xué)過程】
課題引入：
問一：在日常生活中，我們見到許多光學(xué)的現(xiàn)象，這些自然現(xiàn)象是如何形成的?
圖片展示：如光的直線傳播、彩虹、“海市蜃樓”
引入：自然界中的光現(xiàn)象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質(zhì)到底是什么?
新課教學(xué)：
一、兩大學(xué)說之爭(zhēng)：
在17世紀(jì)以牛頓為代表的一派認(rèn)為：“光是一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播”
以惠更斯為代表的一派認(rèn)為：“光是在空間傳播的某種波”
學(xué)生討論：你贊同誰的觀點(diǎn)?并說一說贊同的原因。
二、光的干涉：
(一)假設(shè)：光是一種波，則必然會(huì)觀察到波的特有現(xiàn)象。
學(xué)生回顧：機(jī)械波的特有現(xiàn)象——干涉
引導(dǎo)：只要能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波性
(二)實(shí)驗(yàn)探究：
1、我們?cè)鯓硬拍苁箖闪泄庀嘤鰰r(shí)發(fā)生干涉現(xiàn)象?
演示：兩個(gè)單獨(dú)的激光光源相遇
設(shè)問：為什么看不到干涉現(xiàn)象?產(chǎn)生干涉現(xiàn)象必須有什么條件?
學(xué)史介紹：實(shí)際上很難找到兩個(gè)能相互干涉的光源，一直到1801年英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到了光的干涉。
2、托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)介紹：
介紹實(shí)驗(yàn)裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當(dāng)一束單色光投射到擋板時(shí)，兩條狹縫相當(dāng)于兩個(gè)完全相同的光源——相干光源。
光的干涉條件：相干光源
3、演示實(shí)驗(yàn)：雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
思考：光通過雙縫后墻上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象?這又說明了什么?
師生小結(jié)：光具有波動(dòng)性
引導(dǎo)學(xué)生參閱課本彩圖中的雙縫干涉圖樣
小組討論：光的干涉圖樣有什么特征?
得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
設(shè)問(現(xiàn)象解釋)：你該如何解釋光屏上出現(xiàn)的亮條紋(暗條紋)?
光屏上何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋?即產(chǎn)生的條件是什么?
小組討論：形成共識(shí)，派代表闡述原因。
光屏上出現(xiàn)亮條紋(或暗條紋)的條件：
亮條紋： (n=0、1、2、3…)
暗條紋： (n=0、1、2、3…)
高中物理光的干涉教案大全二
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能
1.通過實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象，知道從光的干涉現(xiàn)象說明光是一種波。
2.掌握光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋。
(二)過程與方法
1.通過楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，體會(huì)把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計(jì)思想。
2.通過根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學(xué)生比較推理，探究知識(shí)的能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)光的本性的初步認(rèn)識(shí)，建立辯證唯物主義的世界觀。
【教學(xué)重點(diǎn)】雙縫干涉圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析。
【教學(xué)難點(diǎn)】亮紋(或暗紋)位置的確定。
【教學(xué)方法】復(fù)習(xí)提問，實(shí)驗(yàn)探究，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
【教學(xué)用具】JGQ型氦氖激光器一臺(tái)，雙縫干涉儀，多媒體電腦及投影裝置，多媒體課件(相關(guān)靜態(tài)圖片及Flash動(dòng)畫)
【教學(xué)過程】
(一)引入新課
復(fù)習(xí)機(jī)械波的干涉
[復(fù)習(xí)提問，誘導(dǎo)猜想]
[多媒體投影靜態(tài)圖片]
師：大家對(duì)這幅圖還有印象嗎?
生：有，波的干涉示意圖。
師：[投影問題]請(qǐng)大家回憶思考下面的問題：
圖中，S1、S2是兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a、b、c、d、e中哪些點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)?哪些點(diǎn)振動(dòng)減弱?
學(xué)生回答結(jié)果不出所料，大部分同學(xué)能答出a、c兩點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，d、e兩點(diǎn)振動(dòng)減弱，而對(duì)于b點(diǎn)則出現(xiàn)了爭(zhēng)議。一種認(rèn)為b點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，另一種則認(rèn)為b點(diǎn)是由加強(qiáng)到減弱的過渡狀態(tài)。
師：b點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)和減弱由什么來決定呢?只有弄清這一點(diǎn)才能解決兩派同學(xué)的爭(zhēng)端。
(有學(xué)生低語，“路程差”)
師：好!剛才這位同學(xué)說到了關(guān)鍵，那么就請(qǐng)你來分析一下b點(diǎn)與S1、S2兩點(diǎn)的路程差。
生：由圖可以看出OO′是S1、S2連線的中垂線，所以b到S1、S2的路程差為零。
師：那么b點(diǎn)應(yīng)為振動(dòng)——(學(xué)生一起回答)：加強(qiáng)點(diǎn)。
(教師總結(jié)機(jī)械波干涉的規(guī)律，突出強(qiáng)調(diào)兩列波的振動(dòng)情況總是完全相同。)
師：光的波動(dòng)理論認(rèn)為，光具有波動(dòng)性。那么如果兩列振動(dòng)情況總是相同的光疊加，也應(yīng)該出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域，并且出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象。那么這種干涉是一個(gè)什么圖樣呢?大家猜猜。
生：應(yīng)是明暗相間的圖樣。
師：猜想合理。那么有同學(xué)看到過這一現(xiàn)象嗎?
(學(xué)生一片沉默，表示沒有人看到過)
師：看來大家沒有見過。是什么原因呢?
[生1]可能是日常生活中找不到兩個(gè)振動(dòng)情況總相同的光源。
[生2]可能是我們看見了但不知道是光的干涉現(xiàn)象。
師：兩位同學(xué)分析得非常好，也許是沒有干涉的條件，也許是相逢未必曾相識(shí)。大家看他們倆誰分析得對(duì)呢?
生：我覺得生1說的不成立，這樣的光源很多，像我們教室里的日光燈，我覺得它們完全相同。
師：好。我們可以現(xiàn)場(chǎng)來試試。
(先打開一盞日光燈，再打開另一盞對(duì)稱位置的日光燈)
師：請(qǐng)大家認(rèn)真找一找，墻上、地上、天花板上，有沒有出現(xiàn)明暗相間的干涉現(xiàn)象?
(大家積極尋找，沒有發(fā)現(xiàn)，思維活躍，議論紛紛)
師：看來兩個(gè)看似相同的日光燈或白熾燈光源并不是“振動(dòng)情況總相同的光源”。
[投影圖]
師：1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊想出了一個(gè)巧妙的辦法，把一個(gè)點(diǎn)光源分成兩束，從而找到了“兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的光源”，成功地觀察到了干涉條紋，為光的波動(dòng)說提供了有力的證據(jù)，推動(dòng)了人們對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)。下面我們就來重做這一著名的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
(二)進(jìn)行新課
1.楊氏干涉實(shí)驗(yàn)
[動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察描述]
介紹楊氏實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)
師：用氦氖激光器演示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
用激光器發(fā)出的紅色光(平行光)垂直照射雙縫，將干涉圖樣投影到教室的墻上，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：可以看到，墻壁上出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。
師：(介紹)狹縫S1和S2相距很近，雙縫的作用是將同一束光波分成兩束“振動(dòng)情況總是相同的光束”。這樣就得到了頻率相同的兩列光波，它們?cè)谄辽席B加，就會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋”。
結(jié)論：楊氏實(shí)驗(yàn)證明，光的確是一種波。
2.亮(暗)條紋的位置
[比較推理，探究分析]
師：通過實(shí)驗(yàn)，我們現(xiàn)在知道，光具有波動(dòng)性。現(xiàn)在我們是不是可以根據(jù)機(jī)械波的干涉理論來認(rèn)真探究一下實(shí)驗(yàn)中的明暗條紋是如何形成的呢?
[投影圖]
圖中，P0點(diǎn)距S1、S2距離相等，路程差Δ=S1 P0-S2 P0=0應(yīng)出現(xiàn)亮紋，(中央明紋)
[演示動(dòng)畫]圖20—3中S1、S2發(fā)出的正弦波形在P點(diǎn)相遇疊加，P點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)(如圖)
EMBED MSPhotoEd.3
鑒于上述動(dòng)畫的表述角度和效果，教師在此基礎(chǔ)上再播放動(dòng)畫，如下圖所示振動(dòng)情況示意圖，使學(xué)生進(jìn)一步明確.不管波處于哪種初態(tài)，P0點(diǎn)的振動(dòng)總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅A總為A1、A2之和，即P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，應(yīng)出現(xiàn)亮紋。
EMBED MSPhotoEd.3
師：那么其他點(diǎn)情況如何呢?
[投影圖]
EMBED MSPhotoEd.3
P1點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)什么樣的條紋?
高中物理光的干涉教案大全三
教材選用
人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理選修3-4·第十三章第三節(jié)。
教學(xué)內(nèi)容分析
(一)作用與地位
本節(jié)是在《機(jī)械波》的基礎(chǔ)上展開的，上承幾何光學(xué)，也是后面學(xué)習(xí)《光的衍射》等知識(shí)的基礎(chǔ)，本節(jié)揭示了光的波動(dòng)性，促使人類對(duì)光的本性有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。同時(shí)也與選修3-5《光電效應(yīng)》共同構(gòu)成光的波粒二象性，所以本節(jié)具有重要的研究意義。
(二)課程標(biāo)準(zhǔn)
1、觀察光的干涉現(xiàn)象;2、知道產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件。
(三)課程特點(diǎn)
課程標(biāo)準(zhǔn)是課程的宏觀結(jié)構(gòu)，教材是課程的微觀結(jié)構(gòu)。從教材特點(diǎn)看，本節(jié)通過提出猜想：如果光真的是一種波;隨后進(jìn)行楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，通過得到干涉圖樣，進(jìn)而證明光是一種波;最后討論路程差與半波長(zhǎng)的關(guān)系，得出明暗條紋出現(xiàn)的條件。
但教材中并沒有突出“空間”干涉;雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖并沒有采用形象化的展示，從而影響了學(xué)生對(duì)光的干涉機(jī)理的理解;增加了學(xué)習(xí)的難度，所以我對(duì)教材做了以下的處理：
1.增加創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)，利用丁達(dá)爾效應(yīng)展示干涉通路，有助于學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的深刻理解;
2. 通過演示光波直觀圖示，形象的展示光波的干涉機(jī)理，化抽象的光波為直觀;
3.增強(qiáng)教學(xué)中的邏輯性，注重知識(shí)的構(gòu)建過程;
學(xué)生情況分析
(一)思維特點(diǎn)
按皮亞杰的理論，高二學(xué)生正處在形式運(yùn)算的思維階段， 遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從直觀到抽象的認(rèn)知規(guī)律，但是他們的抽象思維能力還不夠強(qiáng)，常常會(huì)需要具體的表象或類比于相似的具體經(jīng)驗(yàn)來支持思維過程。
(二)知識(shí)基礎(chǔ)
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械波的內(nèi)容，對(duì)機(jī)械波的干涉和波的疊加原理有一定認(rèn)識(shí)。
(三)認(rèn)知困難
但學(xué)生知識(shí)的遷移能力相對(duì)薄弱，且光的干涉機(jī)理比較抽象，加之對(duì)光干涉無本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
教學(xué)目標(biāo)分析
(一)知識(shí)與技能
(1)知道光產(chǎn)生干涉的條件，知道光是一種波;
(2)知道光的干涉現(xiàn)象和干涉條紋的分布特點(diǎn);
(3)知道路程差與明暗條紋之間的關(guān)系。
(二)過程與方法
(1)通過光的干涉與機(jī)械波干涉的類比，培養(yǎng)學(xué)生比較分析的能力和知識(shí)遷移的能力。
(三)情感、態(tài)度、價(jià)值觀
(1)通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
(2)通過了解楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)史情懷，增加對(duì)物理學(xué)的熱愛。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：光的干涉特點(diǎn)和產(chǎn)生條件
重點(diǎn)：明暗條紋產(chǎn)生的原因
教學(xué)策略分析
一、教學(xué)方法
主要采用實(shí)驗(yàn)法、講授法、并輔以提問法等教法，把教學(xué)過程設(shè)計(jì)成以激發(fā)學(xué)生興趣的吹肥皂泡實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)，以觀察實(shí)驗(yàn)和已有知識(shí)為基礎(chǔ)，以“為什么肥皂泡表面的條紋始怎么形成的?”等問題為主線的師生對(duì)話活動(dòng)，
實(shí)驗(yàn)法
通過探究楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，觀察光干涉的特點(diǎn)，得出光是一種波;通過創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)，利用丁達(dá)爾效應(yīng)顯現(xiàn)干涉通路，展示光干涉的空間性，進(jìn)一步理解光的波動(dòng)性;通過演示直觀圖示模擬波在空間P點(diǎn)的三種疊加情況(峰峰、谷谷、峰谷)，理解光的干涉機(jī)理。
(2)講授法
通過已熟悉的機(jī)械波干涉，遷移到光干涉問題的新情境中來，加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)的遷移能力。
二、學(xué)法指導(dǎo)
在學(xué)法指導(dǎo)上，注重引導(dǎo)學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)探究，觀察思考，多自主討論，重視分析歸納，使學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在獲取新知識(shí)的同時(shí)提高合作意識(shí)，獨(dú)立思考，易遷移，領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的思想。
教學(xué)準(zhǔn)備
教具：肥皂水、激光筆、雙縫、支架、水槽、清水、牛奶、自制教具等。
多媒體：PPT、圖片、圖示模型、動(dòng)畫、視頻等
實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
本節(jié)課除去導(dǎo)入新課使用的趣味實(shí)驗(yàn)和雙縫實(shí)驗(yàn)外，設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1 傳統(tǒng)的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)不能明顯的展示干涉具有空間性，但通過往清水中加入牛奶，利用丁達(dá)爾效應(yīng)顯示干涉通路，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)光波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)。
實(shí)驗(yàn)2 課本中光干涉的插圖并沒有讓學(xué)生清晰的認(rèn)識(shí)到干涉的機(jī)理，通過利用演示實(shí)驗(yàn)，制作兩列波在空間某點(diǎn)P的三種疊加情況(波峰與波峰疊加、波谷與波谷疊加、波峰與波谷疊加)，直觀展示光波疊加的實(shí)際過程，讓學(xué)生更好的理解明暗條紋產(chǎn)生的原因。
教學(xué)流程
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 一、創(chuàng)設(shè)情境，引入課題：
介紹器材：肥皂水、塑料圈
演示實(shí)驗(yàn)：吹泡泡
二、創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn) 展示空間干涉
1.學(xué)習(xí)物理學(xué)史，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)的熱愛
介紹以牛頓為代表的物理學(xué)家認(rèn)為光是粒子性的，以惠更斯為代表的物理家提出了波動(dòng)性及托馬斯楊實(shí)驗(yàn)。
2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)器材：綠色激光、雙縫片、光屏
介紹實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)現(xiàn)象：中間是明條紋，并且出現(xiàn)明暗相間的條紋。
光干涉條件：頻率、相位差、振動(dòng)方向相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光是一種波。
干涉圖樣特點(diǎn)：出現(xiàn)中央亮紋，亮度往兩邊變暗;明(暗)條紋的寬度相同。
3.演示創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，展示空間干涉
前后移動(dòng)激光筆，引導(dǎo)學(xué)生觀察干涉圖樣。
實(shí)驗(yàn)器材：?jiǎn)紊す?、雙縫、牛奶、水槽、水。
利用丁達(dá)爾現(xiàn)象演示光干涉通路。
更進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性。
得出結(jié)論：光在整個(gè)疊加空間區(qū)域內(nèi)都發(fā)生干涉。
三、演示形象圖示，理解干涉原理
通過演示直觀的光波疊加圖示：通過類比機(jī)械波的疊加圖示，在空間某點(diǎn)P，恰好兩列相干波波峰與波峰疊加，由于波峰的振幅最大，且振動(dòng)方向相同，疊加時(shí)振幅更大，則相干加強(qiáng)，以此遷移到抽象的光波，在光屏該處則為明條紋，同理波谷與波谷在此處疊加也為明條紋，波峰與波谷則為暗條紋。
(同理谷谷疊加也為明條紋，沒有展示疊加圖示)
光波峰谷疊加相消為暗條紋
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