高中物理光的干涉教案大全
物理學是研究物質運動最一般規(guī)律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。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
【教學目標】
1、知識與技能：
(1)在學生已有幾何光學知識的基礎上引導學生回顧人類對光的本性的認識發(fā)展過程
(2)在復習機械波干涉的基礎上使學生了解產生光的干涉的條件和楊氏實驗的設計原理。
(3)使學生掌握在雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關計算，明確可以利用雙縫干涉的關系測定光波的波長。
(4)通過干涉實驗使學生對光的干涉現(xiàn)象加深認識。
2、過程與方法
在教學的主要設置了兩個探究的問題
(1)在機械波產生干涉現(xiàn)象的知識基礎上，學生通過自主學習掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實驗中產生亮條紋和暗條紋的原因及條件。
(2)小組合作學習探究相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距與什么因素有關。
3、情感態(tài)度價值觀
培養(yǎng)學生合作的精神、團隊的意識和集體的觀念，培養(yǎng)學生循著科學家足跡自主探究科學知識的能力，從而真正實現(xiàn)使每個學生都得到發(fā)展的目標。
【教學重點】
(1)使學生知道雙縫干涉產生的條件，掌握干涉圖樣的特征。
(2)理解雙縫干涉實驗中產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，并能應用這一規(guī)律解決實際問題
【教學難點】
(1)對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產生原因的正確理解
(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
【教學方法】
類比、實驗、分組探究
【教學工具】
PPT課件、玩具激光光源、光柵(雙縫)
【教學過程】
課題引入：
問一：在日常生活中，我們見到許多光學的現(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到底是什么?
新課教學：
一、兩大學說之爭：
在17世紀以牛頓為代表的一派認為：“光是一種物質微粒，在均勻的介質中以一定的速度傳播”
以惠更斯為代表的一派認為：“光是在空間傳播的某種波”
學生討論：你贊同誰的觀點?并說一說贊同的原因。
二、光的干涉：
(一)假設：光是一種波，則必然會觀察到波的特有現(xiàn)象。
學生回顧：機械波的特有現(xiàn)象——干涉
引導：只要能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波性
(二)實驗探究：
1、我們怎樣才能使兩列光相遇時發(fā)生干涉現(xiàn)象?
演示：兩個單獨的激光光源相遇
設問：為什么看不到干涉現(xiàn)象?產生干涉現(xiàn)象必須有什么條件?
學史介紹：實際上很難找到兩個能相互干涉的光源，一直到1801年英國物理學家托馬斯·楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉。
2、托馬斯·楊雙縫干涉實驗介紹：
介紹實驗裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當一束單色光投射到擋板時，兩條狹縫相當于兩個完全相同的光源——相干光源。
光的干涉條件：相干光源
3、演示實驗：雙縫干涉實驗
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：光具有波動性
引導學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?
得出實驗現(xiàn)象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
設問(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?即產生的條件是什么?
小組討論：形成共識，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
【教學目標】
(一)知識與技能
1.通過實驗觀察認識光的干涉現(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驗，體會把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設計思想。
2.通過根據波動理論分析單色光雙縫干涉，培養(yǎng)學生比較推理，探究知識的能力。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過對光的本性的初步認識，建立辯證唯物主義的世界觀。
【教學重點】雙縫干涉圖象的形成實驗及分析。
【教學難點】亮紋(或暗紋)位置的確定。
【教學方法】復習提問，實驗探究，計算機輔助教學
【教學用具】JGQ型氦氖激光器一臺，雙縫干涉儀，多媒體電腦及投影裝置，多媒體課件(相關靜態(tài)圖片及Flash動畫)
【教學過程】
(一)引入新課
復習機械波的干涉
[復習提問，誘導猜想]
[多媒體投影靜態(tài)圖片]
師：大家對這幅圖還有印象嗎?
生：有，波的干涉示意圖。
師：[投影問題]請大家回憶思考下面的問題：
圖中，S1、S2是兩個振動情況總是相同的波源，實線表示波峰，虛線表示波谷，a、b、c、d、e中哪些點振動加強?哪些點振動減弱?
學生回答結果不出所料，大部分同學能答出a、c兩點振動加強，d、e兩點振動減弱，而對于b點則出現(xiàn)了爭議。一種認為b點是振動加強點，另一種則認為b點是由加強到減弱的過渡狀態(tài)。
師：b點振動加強和減弱由什么來決定呢?只有弄清這一點才能解決兩派同學的爭端。
(有學生低語，“路程差”)
師：好!剛才這位同學說到了關鍵，那么就請你來分析一下b點與S1、S2兩點的路程差。
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點應為振動——(學生一起回答)：加強點。
(教師總結機械波干涉的規(guī)律，突出強調兩列波的振動情況總是完全相同。)
師：光的波動理論認為，光具有波動性。那么如果兩列振動情況總是相同的光疊加，也應該出現(xiàn)振動加強和振動減弱的區(qū)域，并且出現(xiàn)振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象。那么這種干涉是一個什么圖樣呢?大家猜猜。
生：應是明暗相間的圖樣。
師：猜想合理。那么有同學看到過這一現(xiàn)象嗎?
(學生一片沉默，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振動情況總相同的光源。
[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。大家看他們倆誰分析得對呢?
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)場來試試。
(先打開一盞日光燈，再打開另一盞對稱位置的日光燈)
師：請大家認真找一找，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：看來兩個看似相同的日光燈或白熾燈光源并不是“振動情況總相同的光源”。
[投影圖]
師：1801年，英國物理學家托馬斯·楊想出了一個巧妙的辦法，把一個點光源分成兩束，從而找到了“兩個振動情況總是相同的光源”，成功地觀察到了干涉條紋，為光的波動說提供了有力的證據，推動了人們對光的本性的認識。下面我們就來重做這一著名的雙縫干涉實驗。
(二)進行新課
1.楊氏干涉實驗
[動手實驗，觀察描述]
介紹楊氏實驗裝置(如圖)
師：用氦氖激光器演示雙縫干涉實驗。
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，引導學生注意觀察現(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，它們在屏上疊加，就會出現(xiàn)明暗相間的條紋”。
結論：楊氏實驗證明，光的確是一種波。
2.亮(暗)條紋的位置
[比較推理，探究分析]
師：通過實驗，我們現(xiàn)在知道，光具有波動性。現(xiàn)在我們是不是可以根據機械波的干涉理論來認真探究一下實驗中的明暗條紋是如何形成的呢?
[投影圖]
圖中，P0點距S1、S2距離相等，路程差Δ=S1 P0-S2 P0=0應出現(xiàn)亮紋，(中央明紋)
[演示動畫]圖20—3中S1、S2發(fā)出的正弦波形在P點相遇疊加，P點振動加強(如圖)
EMBED MSPhotoEd.3
鑒于上述動畫的表述角度和效果，教師在此基礎上再播放動畫，如下圖所示振動情況示意圖，使學生進一步明確.不管波處于哪種初態(tài)，P0點的振動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點總是振動加強點，應出現(xiàn)亮紋。
EMBED MSPhotoEd.3
師：那么其他點情況如何呢?
[投影圖]
EMBED MSPhotoEd.3
P1點應出現(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準實驗教科書·物理選修3-4·第十三章第三節(jié)。
教學內容分析
(一)作用與地位
本節(jié)是在《機械波》的基礎上展開的，上承幾何光學，也是后面學習《光的衍射》等知識的基礎，本節(jié)揭示了光的波動性，促使人類對光的本性有更進一步的認識。同時也與選修3-5《光電效應》共同構成光的波粒二象性，所以本節(jié)具有重要的研究意義。
(二)課程標準
1、觀察光的干涉現(xiàn)象;2、知道產生干涉現(xiàn)象的條件。
(三)課程特點
課程標準是課程的宏觀結構，教材是課程的微觀結構。從教材特點看，本節(jié)通過提出猜想：如果光真的是一種波;隨后進行楊氏雙縫實驗，通過得到干涉圖樣，進而證明光是一種波;最后討論路程差與半波長的關系，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;雙縫干涉實驗的示意圖并沒有采用形象化的展示，從而影響了學生對光的干涉機理的理解;增加了學習的難度，所以我對教材做了以下的處理：
1.增加創(chuàng)新演示實驗，利用丁達爾效應展示干涉通路，有助于學生對物理規(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理，化抽象的光波為直觀;
3.增強教學中的邏輯性，注重知識的構建過程;
學生情況分析
(一)思維特點
按皮亞杰的理論，高二學生正處在形式運算的思維階段， 遵循從簡單到復雜，從直觀到抽象的認知規(guī)律，但是他們的抽象思維能力還不夠強，常常會需要具體的表象或類比于相似的具體經驗來支持思維過程。
(二)知識基礎
學生已經學習了機械波的內容，對機械波的干涉和波的疊加原理有一定認識。
(三)認知困難
但學生知識的遷移能力相對薄弱，且光的干涉機理比較抽象，加之對光干涉無本質的認識。
教學目標分析
(一)知識與技能
(1)知道光產生干涉的條件，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;
(3)知道路程差與明暗條紋之間的關系。
(二)過程與方法
(1)通過光的干涉與機械波干涉的類比，培養(yǎng)學生比較分析的能力和知識遷移的能力。
(三)情感、態(tài)度、價值觀
(1)通過觀察實驗，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
(2)通過了解楊氏雙縫干涉實驗，培養(yǎng)學生的物理學史情懷，增加對物理學的熱愛。
教學重難點
重點：光的干涉特點和產生條件
重點：明暗條紋產生的原因
教學策略分析
一、教學方法
主要采用實驗法、講授法、并輔以提問法等教法，把教學過程設計成以激發(fā)學生興趣的吹肥皂泡實驗為切入點，以觀察實驗和已有知識為基礎，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話活動，
實驗法
通過探究楊氏雙縫實驗，觀察光干涉的特點，得出光是一種波;通過創(chuàng)新演示實驗，利用丁達爾效應顯現(xiàn)干涉通路，展示光干涉的空間性，進一步理解光的波動性;通過演示直觀圖示模擬波在空間P點的三種疊加情況(峰峰、谷谷、峰谷)，理解光的干涉機理。
(2)講授法
通過已熟悉的機械波干涉，遷移到光干涉問題的新情境中來，加強學生知識的遷移能力。
二、學法指導
在學法指導上，注重引導學生合作實驗探究，觀察思考，多自主討論，重視分析歸納，使學生自主發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在獲取新知識的同時提高合作意識，獨立思考，易遷移，領會物理學的思想。
教學準備
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、動畫、視頻等
實驗創(chuàng)新
本節(jié)課除去導入新課使用的趣味實驗和雙縫實驗外，設計了兩個實驗。
實驗1 傳統(tǒng)的雙縫干涉實驗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，利用丁達爾效應顯示干涉通路，進一步加深學生對光波動性的認識。
實驗2 課本中光干涉的插圖并沒有讓學生清晰的認識到干涉的機理，通過利用演示實驗，制作兩列波在空間某點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際過程，讓學生更好的理解明暗條紋產生的原因。
教學流程
教學過程設計
教學環(huán)節(jié)和教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖 一、創(chuàng)設情境，引入課題：
介紹器材：肥皂水、塑料圈
演示實驗：吹泡泡
二、創(chuàng)新演示實驗 展示空間干涉
1.學習物理學史，增強對物理學的熱愛
介紹以牛頓為代表的物理學家認為光是粒子性的，以惠更斯為代表的物理家提出了波動性及托馬斯楊實驗。
2.進行實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象
實驗器材：綠色激光、雙縫片、光屏
介紹實驗裝置，進行雙縫干涉實驗。
觀察實驗，總結現(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、振動方向相同。
實驗結論：光是一種波。
干涉圖樣特點：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)新實驗，展示空間干涉
前后移動激光筆，引導學生觀察干涉圖樣。
實驗器材：單色激光、雙縫、牛奶、水槽、水。
利用丁達爾現(xiàn)象演示光干涉通路。
更進一步地認識光的波動性。
得出結論：光在整個疊加空間區(qū)域內都發(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：通過類比機械波的疊加圖示，在空間某點P，恰好兩列相干波波峰與波峰疊加，由于波峰的振幅最大，且振動方向相同，疊加時振幅更大，則相干加強，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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