第一篇：13.5光的衍射教案范文

光的衍射教案

三維目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、知道幾何光學(xué)中所說的光沿直線傳播是一種近似．

2、知道光通過狹縫和圓孔的衍射現(xiàn)象．

3、知道觀察到明顯衍射的條件

（二）過程與方法

了解單縫衍射、小孔衍射，并能用相關(guān)知識(shí)對(duì)生活中的有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析．

（三）情感態(tài)度價(jià)值觀

1、讓學(xué)生知道科學(xué)研究必須重視理論的指導(dǎo)和實(shí)踐的勤奮作用；

2、必須有自信心和踏實(shí)勤奮的態(tài)度；

3、在學(xué)習(xí)中也要有好品質(zhì)、好作風(fēng)．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1． 通過眾多的光的衍射實(shí)驗(yàn)事實(shí)和衍射圖片來認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性．

2．光的衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象根本上講都是光波的相干疊加．

3．正確認(rèn)識(shí)光發(fā)生明顯衍射的條件．

4．培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，教育學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，重視實(shí)踐．

教具

1．演示水波衍射現(xiàn)象．

頻率可調(diào)的振源，發(fā)波水槽及相應(yīng)配件，水波衍射圖樣示意掛圖．

2．演示光的單縫、圓孔衍射現(xiàn)象．

光的干涉、衍射演示儀，激光干涉、衍射演示儀(及相關(guān)的配件)，單絲白熾燈、紅燈、藍(lán)色燈，自制的單縫衍射片，光波圓孔衍射管，游標(biāo)卡尺．

3．演示泊松亮斑，激光發(fā)生器，小圓屏． 教學(xué)方法：探究法

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

（－）引入新課

提出問題：什么是波的衍射現(xiàn)象？

演示水波的衍射現(xiàn)象，讓學(xué)生回答并描述衍射現(xiàn)象的特征，喚起學(xué)生對(duì)機(jī)械波衍射的回憶，然后再舉聲波的衍射例子．指出一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多．

水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，那么光是否也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象？若會(huì)產(chǎn)生，那么衍射圖樣可能是什么樣呢？

（二）教學(xué)過程

（一）、所謂光的衍射現(xiàn)象，是當(dāng)光在它傳播的方向上遇到障礙物或孔（其大小可以與光的波長(zhǎng)相比或比光的波長(zhǎng)?。r(shí)，光繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象．

演示：

下面我們用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察．

取一個(gè)不透光的屏，在它的中間裝上一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，用平行的單色光照射，在縫后適當(dāng)距離處放一個(gè)像屏（如圖）．

我們看到，當(dāng)縫比較寬時(shí)，在像屏上是一條幾乎與縫一樣寬的亮線，除了這一條光線外，像屏上出現(xiàn)了陰影．這時(shí)光可視為是沿直線傳播的．接著逐漸縮小縫的寬度，當(dāng)縫調(diào)到很窄（縫寬與光波的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)）在像屏的原陰影區(qū)內(nèi)觀察到了明暗相間的條紋．

這實(shí)驗(yàn)表明光在其前進(jìn)的途中遇上大小相當(dāng)于光的波長(zhǎng)的障礙物或孔時(shí)，偏離了直線傳播方向，即光產(chǎn)生了衍射現(xiàn)象．上述衍射現(xiàn)象是通過單縫形成的，我們稱之為光的單縫衍射．

單色光的干涉與衍射都出現(xiàn)明暗相間的條紋，但圖案不同．干涉條紋是等間隔的，衍射條紋間隔不等．白光照射單縫時(shí)，可以在像屏上得到彩色條紋，它與雙縫干涉的彩色條紋也不同，中央一級(jí)是又亮又寬的白色條紋，兩邊是較窄較暗的彩色條紋．

用點(diǎn)光源來照射有較大圓孔AB的屏，在像屏 MN上出現(xiàn)一個(gè)光亮的圓，這說明光是沿直線傳播的．逐漸縮小孔的直徑，可以看到屏上的亮圓也逐漸減?。?，圓孔縮到很小時(shí)，在像屏MN上原陰影區(qū)就形成一些明暗相間的圓環(huán)，這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光按直線傳播所能照到的范圍，這就是光通過小孔產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象．

光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步證明了光具有波動(dòng)性，對(duì)確定光的波動(dòng)說的正確性起了重要作用．

關(guān)于這個(gè)問題，歷史上曾有過一段趣事．1818年，當(dāng)法國(guó)物理學(xué)家菲漢耳提出光的波動(dòng)理論時(shí)，著名數(shù)學(xué)家泊松根據(jù)菲涅耳的理論推算出：把一個(gè)不透光的小的圓盤狀物放在光束中，在距這個(gè)圓盤一定距離的像屏上，圓盤的陰影中心應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)亮斑．人們從未看過和聽說過這種現(xiàn)象，因而認(rèn)為這是荒謬的，所以泊松興高采烈地宣稱他駁倒了菲涅耳的波動(dòng)理論，菲涅耳接受了這一挑戰(zhàn)，精心研究，“奇跡”終于出現(xiàn)了，實(shí)驗(yàn)證明圓盤陰影中心確實(shí)有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑．

光沿直線傳播只是一個(gè)近似的規(guī)律：當(dāng)光的波長(zhǎng)比障礙物或孔的尺寸小得多時(shí)，可認(rèn)為光是沿直線傳播的，當(dāng)光的波長(zhǎng)與障礙物或孔的尺寸可以相比擬時(shí)將產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

提問：當(dāng)光通過小孔或者狹縫時(shí)，在后面的光屏上會(huì)得到什么樣的圖案？

學(xué)生回答的基礎(chǔ)上老師總結(jié)．

當(dāng)縫很大時(shí)——直線傳播（得到影）

當(dāng)縫減小時(shí)——逐漸會(huì)出現(xiàn)小孔成像的現(xiàn)象

繼續(xù)減小縫的大小——會(huì)出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象．

(二)光的單縫衍射(1)單縫衍射實(shí)驗(yàn)．

教師用光的干涉、衍射儀做單色光的單縫衍射，或用激光源來做單縫衍射實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過程中展示縫較寬時(shí)：光沿著直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰；減小縫寬，在縫較狹時(shí)：陰影區(qū)和亮區(qū)的邊界變得模糊；繼續(xù)減小縫寬光明顯地偏離直線傳播進(jìn)入幾何陰影區(qū)，屏幕上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋．(2)簡(jiǎn)單分析衍射的形成．

展示衍射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光傳播到狹縫時(shí)，可把狹縫S看成許許多多個(gè)點(diǎn)光源，這些點(diǎn)光源發(fā)出的光在空間傳播相遇疊加決定了屏幕上各點(diǎn)位置的明暗情況．(3)單縫衍射條紋的特征．(單色光的衍射圖樣)①中央亮紋寬而亮．

②兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗．(4)學(xué)生動(dòng)手觀察單縫衍射．

教師分發(fā)單縫衍射觀察片，每片觀察片刻有二條寬度不同的單縫．讓學(xué)生通過單縫分別觀察設(shè)在教室前、后的紅色燈、藍(lán)色燈的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生仔細(xì)觀察：①同一縫紅色衍射條紋與藍(lán)色衍射條紋是否有區(qū)別？②同一種色光，單縫寬度不同衍射條紋是否有區(qū)別？ 然后讓學(xué)生通過單縫觀察白熾燈的衍射圖樣． 引導(dǎo)學(xué)生分析歸納最后總結(jié)規(guī)律：

①波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．

②單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)的(紅光)中央亮紋越寬，條紋間隔越大．

③白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色．

(三)光的圓孔衍射(1)圓孔衍射實(shí)驗(yàn)．

教師用激光干涉衍射儀做圓孔衍射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中展示孔較大時(shí)，光沿直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰，逐漸減小圓孔大小，當(dāng)圓孔減小到一定程度時(shí)出現(xiàn)環(huán)狀明暗相間同心圓的衍射圖樣．

(2)教師分發(fā)給學(xué)生手持“光波衍射”管，讓學(xué)生將小孔對(duì)準(zhǔn)教室前、后的紅色燈光源、藍(lán)色燈光源，觀察圓孔衍射圖樣．

(3)教師用激光干涉衍射儀裝上儀器配備的不同形狀小孔，演示光的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生觀察、記錄、描繪各式的衍射圖樣，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到光的衍射是一個(gè)極普遍的物理現(xiàn)象．(四)演示：“泊松亮斑”．

教師向?qū)W生指出：不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果．歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．

(1)然后教師介紹這個(gè)一波三折的歷史故事．

繼而教師用激光干涉衍射儀中相應(yīng)的配件演示“泊松亮斑”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生腦海中對(duì)“泊松亮斑”圖樣有深刻印象．

指出任何物理理論的正確與否都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)．(2)讓學(xué)生用自制的光波衍射管前端換上小圓屏并對(duì)準(zhǔn)光源觀察，在管內(nèi)除看到光環(huán)外還可看到在不透明小圓屏背后陰影中心有一亮斑——泊松亮斑．(五)課堂小結(jié)

1．光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步證明了光具有波動(dòng)性．

2．光的衍射現(xiàn)象是光偏離了直線傳播方向繞到障礙物陰影區(qū)的現(xiàn)象，衍射光強(qiáng)按一定的規(guī)律分布，形成明暗相間的條紋，它的規(guī)律與縫寬、孔的大小及光的波長(zhǎng)有關(guān)． 隨堂練習(xí)

1、聲波能繞過一般建筑物，而光波卻不能，這

是因?yàn)椋ǎ?/p>

A．光波傳播速度太大，偏離直線不明顯

B．聲波傳播速度小，而光波傳播速度大

C．建筑物對(duì)聲波吸收少，而對(duì)光波吸收多

D．聲波波長(zhǎng)長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射；光波波長(zhǎng)短，不易產(chǎn)生衍射 答D

2、對(duì)于單縫衍射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以下正確的是（）A．縫的寬度越小，中央亮條紋的寬度越窄 B．縫的寬度越小，中央亮條紋的寬度越寬 C．縫的寬度越大，衍射現(xiàn)象越明顯 D．入射光的頻率越大，衍射現(xiàn)象越明顯

答B(yǎng)

3、一個(gè)不透光的薄板上有兩條平行的窄縫，有一頻率單一的紅光通過兩窄縫在與薄板平行的屏上呈現(xiàn)明暗相間的間隔均勻的紅色條紋，若將其中一窄縫擋住讓另一縫通過紅光，則在屏上可觀察到（）

A．明暗與原來相同，間隔均勻的紅色條紋 B．明暗與原來不相同，間隔不均勻的紅色條紋 C．一條紅色的條紋

D．既無條紋，也不是一片紅光，而是光源的像 答B(yǎng)

4、用單色光通過小圓盤和小圓孔做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到衍射圖形，它們的特征是

（）

A．用小圓盤時(shí)中央是暗的，用小圓孔時(shí)中央是亮的 B．中央均為亮點(diǎn)的同心圓形條紋 C．中央均為暗點(diǎn)的同心圓形條紋

D．用小圓盤時(shí)中央是亮的，用小圓孔時(shí)中央是暗的 答B(yǎng)

5、在用單色平行光照射單縫以觀察衍射現(xiàn)象時(shí)，下面說法正確的是（）A．縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯 B．縫越寬，衍射現(xiàn)象越明顯

C．照射光的波長(zhǎng)越短，衍射現(xiàn)象越明顯 D．照射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯 答AD

第二篇：光的衍射教案

教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1、知道幾何光學(xué)中所說的光沿直線傳播是一種近似．

2、知道光通過狹縫和圓孔的衍射現(xiàn)象．

3、知道觀察到明顯衍射的條件

（二）能力目標(biāo)

了解單縫衍射、小孔衍射，并能用相關(guān)知識(shí)對(duì)生活中的有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析．

（三）情感目標(biāo)

1、讓學(xué)生知道科學(xué)研究必須重視理論的指導(dǎo)和實(shí)踐的勤奮作用；

2、必須有自信心和踏實(shí)勤奮的態(tài)度；

3、在學(xué)習(xí)中也要有好品質(zhì)、好作風(fēng)．

教學(xué)建議

有關(guān)光的衍射的教學(xué)建議

應(yīng)該讓學(xué)生了解，光的直進(jìn)，是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，光的衍射現(xiàn)象并沒有完全否定光的直進(jìn)，而是指出了光的直進(jìn)的適用范圍或者說它的局限性．

課本只要求學(xué)生初步了解光的衍射現(xiàn)象，不做理論討論，因此與機(jī)械波類比和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是十分重要的．首先，要結(jié)合機(jī)械波的衍射，使學(xué)生明確光產(chǎn)生衍射的條件．

講光的衍射要配合演示實(shí)驗(yàn)、要讓學(xué)生能區(qū)分干涉圖樣與衍射圖樣的區(qū)別．單色光干涉圖樣條紋等間距，衍射圖樣中間寬兩邊窄．

除了演示實(shí)驗(yàn)外，要盡可能多地讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察．包括節(jié)后的小實(shí)驗(yàn)2，以及觀察小孔衍射(在鋁箔或膠片上打出尺寸不同的小孔，以小電珠作光源，距光源1～2米，眼睛靠近小孔觀察光通過小孔的衍射花樣--彩色圓環(huán))．還可讓學(xué)生通過羽毛、紗巾觀看發(fā)光的燈絲(對(duì)見到的彩色花樣可不作解釋)等等，以補(bǔ)學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象的不熟悉和幫助學(xué)生理解．

在本節(jié)教材中提到泊松亮斑--泊松原以為這下子可以駁倒菲涅爾的波動(dòng)理論了，事與愿違，菲涅爾和阿拉果接受了泊松的挑戰(zhàn)，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)理論結(jié)論，實(shí)驗(yàn)卻成了波動(dòng)理論極其精彩的實(shí)證，菲涅爾為此獲得了科學(xué)獎(jiǎng)金(1819年)．這個(gè)科學(xué)小故事告訴我們，在科學(xué)研究上必須重視理論的指導(dǎo)作用和實(shí)踐的檢驗(yàn)作用；作為科研工作者，必須有堅(jiān)定的自信心和踏實(shí)勤奮的工作態(tài)度．今天的學(xué)習(xí)，在掌握知識(shí)的同時(shí)，也應(yīng)培養(yǎng)自己這方面的好品 質(zhì)、好作風(fēng)．

關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)建議

光的衍射實(shí)驗(yàn)，可以將演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)同時(shí)在一節(jié)課內(nèi)完成

單縫衍射仍用激光演示儀．演示時(shí)可以再將雙縫干涉演示一下，讓學(xué)生從中對(duì)比干涉條紋等間距，衍射條紋中間寬、兩邊窄，然后讓學(xué)生用游標(biāo)下尺觀察日光燈通過卡尺兩測(cè)腳形成的窄縫產(chǎn)生的衍涉條紋．實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生仔細(xì)觀察兩側(cè)腳間距從大到小逐漸變化．本實(shí)驗(yàn)也可用線狀白熾燈使縫與燈絲平行，眼睛靠近狹縫可以觀察到狹縫兩側(cè)的彩色條紋．

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

（－）引入新課

一、光的衍射現(xiàn)象

上節(jié)研究了光的干涉現(xiàn)象，說明光具有波動(dòng)性．衍射現(xiàn)象也是波的主要特征之一，如果我們能通過實(shí)驗(yàn)觀察到光的明顯的衍射現(xiàn)象，那么也就能更充分地說明光具有波動(dòng)性．

（二）教學(xué)過程

所謂光的衍射現(xiàn)象，是當(dāng)光在它傳播的方向上遇到障礙物或孔（其大小可以與光的波長(zhǎng)相比或比光的波長(zhǎng)?。r(shí)，光繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象．

演示：

下面我們用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察．

取一個(gè)不透光的屏，在它的中間裝上一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，用平行的單色光照射，在縫后適當(dāng)距離處放一個(gè)像屏（如圖）．

我們看到，當(dāng)縫比較寬時(shí)，在像屏上是一條幾乎與縫一樣寬的亮線，除了這一條光線外，像屏上出現(xiàn)了陰影．這時(shí)光可視為是沿直線傳播的．接著逐漸縮小縫的寬度，當(dāng)縫調(diào)到很窄（縫寬與光波的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)）在像屏的原陰影區(qū)內(nèi)觀察到了明暗相間的條紋．

這實(shí)驗(yàn)表明光在其前進(jìn)的途中遇上大小相當(dāng)于光的波長(zhǎng)的障礙物或孔時(shí)，偏離了直線傳播方向，即光產(chǎn)生了衍射現(xiàn)象．上述衍射現(xiàn)象是通過單縫形成的，我們稱之為光的單縫衍射．

單色光的干涉與衍射都出現(xiàn)明暗相間的條紋，但圖案不同．干涉條紋是等間隔的，衍射條紋間隔不等．白光照射單縫時(shí)，可以在像屏上得到彩色條紋，它與雙縫干涉的彩色條紋也不同，中央一級(jí)是又亮又寬的白色條紋，兩邊是較窄較暗的彩色條紋．

用點(diǎn)光源來照射有較大圓孔AB的屏，在像屏 MN上出現(xiàn)一個(gè)光亮的圓，這說明光是沿直線傳播的．逐漸縮小孔的直徑，可以看到屏上的亮圓也逐漸減小．但是，圓孔縮到很小時(shí)，在像屏MN上原陰影區(qū)就形成一些明暗相間的圓環(huán)，這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光按直線傳播所能照到的范圍，這就是光通過小孔產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象．

光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步證明了光具有波動(dòng)性，對(duì)確定光的波動(dòng)說的正確性起了重要作用．

關(guān)于這個(gè)問題，歷史上曾有過一段趣事．1818年，當(dāng)法國(guó)物理學(xué)家菲漢耳提出光的波動(dòng)理論時(shí)，著名數(shù)學(xué)家泊松根據(jù)菲涅耳的理論推算出：把一個(gè)不透光的小的圓盤狀物放在光束中，在距這個(gè)圓盤一定距離的像屏上，圓盤的陰影中心應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)亮斑．人們從未看過和聽說過這種現(xiàn)象，因而認(rèn)為這是荒謬的，所以泊松興高采烈地宣稱他駁倒了菲涅耳的波動(dòng)理論，菲涅耳接受了這一挑戰(zhàn)，精心研究，“奇跡”終于出現(xiàn)了，實(shí)驗(yàn)證明圓盤陰影中心確實(shí)有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑．

光沿直線傳播只是一個(gè)近似的規(guī)律：當(dāng)光的波長(zhǎng)比障礙物或孔的尺寸小得多時(shí)，可認(rèn)為光是沿直線傳播的，當(dāng)光的波長(zhǎng)與障礙物或孔的尺寸可以相比擬時(shí)將產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

提問：當(dāng)光通過小孔或者狹縫時(shí)，在后面的光屏上會(huì)得到什么樣的圖案？

學(xué)生回答的基礎(chǔ)上老師總結(jié)．

當(dāng)縫很大時(shí)——直線傳播（得到影）

當(dāng)縫減小時(shí)——逐漸會(huì)出現(xiàn)小孔成像的現(xiàn)象

繼續(xù)減小縫的大小——會(huì)出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象．

探究活動(dòng)

1、用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象．

2、考察光的衍射現(xiàn)象在人們的日常生活中的體現(xiàn)．

物理教案－光的衍射

第三篇：13.5 光的衍射教案范文

衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

第五節(jié) 光的衍射

教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識(shí)與技能

1、通過實(shí)驗(yàn)觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)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(duì)光的波動(dòng)性有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

2、通過學(xué)習(xí)知道“幾何光學(xué)”中所說的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律。

（二）過程與方法

1、通過討論和對(duì)單縫衍射裝置的觀察，理解衍射條件的設(shè)計(jì)思想。

2、在認(rèn)真觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)和課外自己動(dòng)手觀察衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生比較推理能力和抽象思維能力。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過“泊松亮斑”等科學(xué)小故事的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)定的自信心、踏實(shí)勤奮的工作態(tài)度和科學(xué)研究精神。教學(xué)重點(diǎn)：

單縫衍射實(shí)驗(yàn)和圓孔衍射實(shí)驗(yàn)的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。教學(xué)難點(diǎn)：

衍射條紋成因的初步說明。教學(xué)方法：

1、通過機(jī)械波衍射現(xiàn)象類比推理，提出光的衍射實(shí)驗(yàn)觀察設(shè)想。

2、通過觀察分析實(shí)驗(yàn)，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(dòng)性的表現(xiàn)。

3、通過對(duì)比認(rèn)識(shí)衍射條紋的特點(diǎn)及變化，加深對(duì)衍射圖象的了解。教學(xué)用具：

頻率可調(diào)的振源、發(fā)波水槽及相應(yīng)配件、水波衍射圖樣示意掛圖、光的干涉衍射演示儀、激光干涉衍射演示儀(及相關(guān)的配件)、單絲白熾燈、紅燈、藍(lán)色燈，自制的單縫衍射片、光波圓孔衍射管、游標(biāo)卡尺、激光發(fā)生器、小圓屏。教學(xué)過程：

(一)引入新課

衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？

提出問題：什么是波的衍射現(xiàn)象？

演示水波的衍射現(xiàn)象，讓學(xué)生回答并描述衍射現(xiàn)象的特征，喚起學(xué)生對(duì)機(jī)械波衍射的回憶，然后再舉聲波的衍射例子。指出一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多。

水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，那么光是否也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象？若會(huì)產(chǎn)生，那么衍射圖樣可能是什么樣呢？

（二）新課教學(xué)

1、單縫衍射實(shí)驗(yàn)

（1）教師用光的干涉、衍射儀做單色光的單縫衍射，或用激光源來做單縫衍射實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中展示縫較寬時(shí)：光沿著直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰；減小縫寬，在縫較狹時(shí)：陰影區(qū)和亮區(qū)的邊界變得模糊；繼續(xù)減小縫寬光明顯地偏離直線傳播進(jìn)入幾何陰影區(qū)，屏幕上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋。

（2）分析：展示衍射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光傳播到狹縫時(shí)，可把狹縫S看成許許多多個(gè)點(diǎn)光源，這些點(diǎn)光源發(fā)出的光在空間傳播相遇疊加決定了屏幕上各點(diǎn)位置的明暗情況．

（3）特征：(單色光的衍射圖樣)①中央亮紋寬而亮．

②兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗．（4）學(xué)生動(dòng)手觀察單縫衍射：

教師分發(fā)單縫衍射觀察片，每片觀察片刻有二條寬度不同的單縫．讓學(xué)生通過單縫分別觀察設(shè)在教室前、后的紅色燈、藍(lán)色燈的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生仔細(xì)觀察：

①同一縫紅色衍射條紋與藍(lán)色衍射條紋是否有區(qū)別？ 衡陽縣一中高二物理組

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②同一種色光，單縫寬度不同衍射條紋是否有區(qū)別？

然后讓學(xué)生通過單縫觀察白熾燈的衍射圖樣，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納最后總結(jié)規(guī)律：

①波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大。②單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)的(紅光)中央亮紋寬，條紋間隔大。

③白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色。

2、光的圓孔衍射

（1）圓孔衍射實(shí)驗(yàn)

教師用激光干涉衍射儀做圓孔衍射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中展示孔較大時(shí)，光沿直線傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰，逐漸減小圓孔大小，當(dāng)圓孔減小到一定程度時(shí)出現(xiàn)環(huán)狀明暗相間同心圓的衍射圖樣。

（2）教師分發(fā)給學(xué)生手持“光波衍射”管，讓學(xué)生將小孔對(duì)準(zhǔn)教室前、后的紅色燈光源、藍(lán)色燈光源，觀察圓孔衍射圖樣。

（3）教師用激光干涉衍射儀裝上儀器配備的不同形狀小孔，演示光的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生觀察、記錄、描繪各式的衍射圖樣，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到光的衍射是一個(gè)極普遍的物理現(xiàn)象。

3、演示：“泊松亮斑”

教師向?qū)W生指出：不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果。歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑。

（1）教師介紹這個(gè)一波三折的歷史故事。

（2）教師用激光干涉衍射儀中相應(yīng)的配件演示“泊松亮斑”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生腦海中對(duì)“泊松亮斑”圖樣有深刻印象。指出任何物理理論的正確與否都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）讓學(xué)生用自制的光波衍射管前端換上小圓屏并對(duì)準(zhǔn)光源觀察，在管內(nèi)除看到光環(huán)外還可看到在不透明小圓屏背后陰影中心有一亮斑——泊松亮斑。

4、衍射光柵

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容。了解衍射光柵的制作原理。衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

（三）課堂小結(jié)

讓學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容并與同學(xué)交流。

（四）布置作業(yè)

1、完成“問題與練習(xí)”中的題目。

2、課后閱讀“科學(xué)漫步”――X射線衍射與雙螺旋。

第四篇：光的衍射教學(xué)設(shè)計(jì)

光的衍射教學(xué)設(shè)計(jì)

光的衍射--重慶第二外國(guó)語學(xué)校 劉海軍

在中學(xué)物理教學(xué)中，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，有利于幫助學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，有利于提高學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。筆者在“光的衍射”一節(jié)教學(xué)中進(jìn)行了嘗試，收到了良好的教學(xué)效果。

一、--

現(xiàn)行人教版高中《物理》教材中，對(duì)“光的衍射”一節(jié)的處理是基于單縫衍射和圓孔衍射兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，而且以此說明光發(fā)生明顯衍射的條和現(xiàn)象。在教學(xué)過程中，通過在教材中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸、拓展，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：光通過不同形狀的障礙物發(fā)生衍射時(shí)，其衍射圖樣不一樣。再進(jìn)一步演示和觀察光通過正三角形孔、正方形孔、正多邊形孔的衍射現(xiàn)象加以驗(yàn)證，并介紹光的衍射在現(xiàn)代技術(shù)上的應(yīng)用，如X射線通過晶體發(fā)生晶格衍射。反過來，用對(duì)應(yīng)的衍射圖樣來推測(cè)晶體的微觀結(jié)構(gòu)。讓學(xué)生分析為什么光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)受到限制，以及對(duì)光在介質(zhì)中沿直線傳播規(guī)律進(jìn)一步再認(rèn)識(shí)，使學(xué)生對(duì)光的衍射現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)得到升華。

二、實(shí)驗(yàn)器材及操作

光源選用激光筆，縫和孔的具體制作過程簡(jiǎn)述如下：

用刀片、縫衣針等工具在不透光的塑料卡片（如電話卡）上，分別刻制出不同寬度的縫和不同大小、不同形狀的孔。如圖1所示卡片上制作寬度約為2的縫a和寬度約為0．的縫b；如圖2所示卡片上制作直徑約為2的圓孔和直徑約為1的圓孔d；如圖3所示卡片上制作線度都約為1的正三角形孔e、正方形體正多邊形孔g。

演示時(shí)，把有孔或縫的卡片固定在支架上作為擋板，在相距1左右的位置，把激光筆光源照射到縫或孔上，在光屏（可以把白色墻壁作為光屏）上可看到相應(yīng)的衍射現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。

三、教學(xué)過程

1．提出問題

師問：衍射是波所特有的現(xiàn)象，既然光也是一種波，為什么在日常生活中沒有觀察到光的衍射現(xiàn)象？

學(xué)生討論。

2．分析問題

師問：衍射是波繞過障礙物傳播的現(xiàn)象。波要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象（也即人們?nèi)庋勰苤苯佑^察到波的衍射現(xiàn)象）必須滿足什么條？

生答：波要發(fā)生明顯衍射，必須滿足一定的條：只有障礙物或縫的尺寸跟波長(zhǎng)差不多，或者比光的波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。

師問：怎樣才能觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？

生答：光的波長(zhǎng)很短，而可見光的波長(zhǎng)實(shí)際上只有十分之幾微米，一般物體的尺寸都比它大得多，因此，很難看到光的衍射現(xiàn)象。但是若障礙物或縫的尺寸很小，與光波波長(zhǎng)差不多時(shí)，就應(yīng)該觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。

3．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)一：如圖4所示裝置，把激光筆發(fā)出的激光分別照在單縫b、d上，觀察屏上的圖樣。

現(xiàn)象及分析：當(dāng)激光照在寬縫a上時(shí)，光沿著直線方向通過縫，在屏上產(chǎn)生一條跟縫的寬度相當(dāng)?shù)牧辆€；當(dāng)激光照在窄縫b上時(shí)，光通過縫后就明顯地偏離了直線傳播方向照到了屏上相當(dāng)寬的地方，并且出現(xiàn)了明暗相間的條紋，如圖所示，這就是光的衍射現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)二：在上述實(shí)驗(yàn)中，把擋板換成圖2所示卡片，把激光筆發(fā)出的激光分別照在圓孔、d上，觀察屏上的圖樣。

現(xiàn)象和分析：當(dāng)激光照在直徑較大的孔上時(shí)，在屏上得到一個(gè)圓形亮斑，圓的大小跟按光沿直線傳播規(guī)律作圖得到的一樣。當(dāng)激光照在直徑較小的孔d上時(shí)，屏上得到一些明暗相間的圓環(huán)，這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳播所對(duì)應(yīng)照明的區(qū)域，如圖6所示。

小結(jié)：上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明：當(dāng)縫或孔較大（比光波波長(zhǎng)大得多）時(shí)，衍射現(xiàn)象不明顯（肉眼很難直接觀察到）；當(dāng)縫或孔很?。ㄅc光波波長(zhǎng)接近或比光波波長(zhǎng)更?。r(shí)，衍射現(xiàn)象十分明顯。

4．知識(shí)延伸

師問：同學(xué)們，試比較上面單縫衍射和圓孔衍射圖樣，有那些相同點(diǎn)，又有哪些不同點(diǎn)？

生答：相同點(diǎn)都是明暗相間的條紋。不同點(diǎn)是圓孔衍射條紋為圓環(huán)形狀，而單縫衍射條紋是直線形狀。

師問：通過比較，說明衍射圖樣的形狀與什么有關(guān)？

生答：衍射圖樣的形狀與障礙物的形狀有關(guān)。

師問：如果用其他形狀的孔，發(fā)生衍射時(shí)得到的衍射圖樣又怎樣呢？

實(shí)驗(yàn)：在圖4所示裝置中，把擋板換成如圖3所示卡片，依次演示激光通過正三角形孔e、正方形孔f、正多邊形孔g發(fā)生的衍射現(xiàn)象，其衍射圖樣分別為如圖7、8、9所示。

師問：通過比較、分析衍射圖樣與障礙物的形狀，這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明了衍射圖樣與光通過的小孔的形狀有關(guān)的結(jié)論，得出這一結(jié)論有什么作用呢？

學(xué)生討論。

師問：能不能通過衍射圖樣，反過來推知小孔形狀（或障礙物的結(jié)構(gòu)）呢？

生答：由實(shí)驗(yàn)可知，衍射圖樣和孔的形狀是一一對(duì)應(yīng)的，因此，由衍射圖樣可以推知小孔的形狀。

．實(shí)際應(yīng)用

師介紹：在現(xiàn)代應(yīng)用光學(xué)分析技術(shù)中，科學(xué)家根據(jù)衍射圖樣與障礙物的結(jié)構(gòu)間一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，利用X射線穿過晶體后發(fā)生晶格衍射時(shí)，不同的晶體產(chǎn)生不同的衍射圖樣，仔細(xì)分析得到的衍射圖樣，從而推理得出組成晶體的原子是如何排列的。

師問：同學(xué)們想一想，為什么要利用X射線呢？

生答：一方面X射線穿透能力強(qiáng)，另一方面其波長(zhǎng)與晶體分子大小差不多，因此，X射線通過晶體時(shí)能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，從而得到清晰的衍射圖樣。

師介紹DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程：弗蘭克林這位具有非凡才能的物理化學(xué)家，成功地拍攝了不同溫度下DNA晶體的X射線衍射照片，如圖10所示，把這些各種局部的結(jié)構(gòu)形狀匯總。

DNA的衍射圖片越來越清晰，越來越全面。此時(shí)，沃森和克里克也在劍橋大學(xué)進(jìn)行DNA結(jié)構(gòu)的形究，他們看了那張照片后，很快就領(lǐng)悟到了DNA的結(jié)構(gòu)──兩條以磷酸為骨架的鏈相互纏繞形成了雙螺旋結(jié)構(gòu)，氫鍵把它們聯(lián)結(jié)在一起。因此他們獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

X射線衍射在納米技術(shù)的研究中也起著非常重要的作用……

師問：用光學(xué)顯微鏡觀察微小物體時(shí)，發(fā)現(xiàn)顯微鏡放大倍數(shù)是要受到限制的，這是為什么呢？

學(xué)生討論。

生答：當(dāng)被觀察的微小物體尺寸與可見光的波長(zhǎng)差不多時(shí)，就會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這樣就得不到清晰的像。因此，光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)受到了限制。

師問：光的衍射現(xiàn)象說明光沿曲線傳播，這不是與前面學(xué)到的“光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”矛盾嗎？

學(xué)生討論。

生答：不矛盾，使我們更清楚地認(rèn)識(shí)了光的傳播規(guī)律：一方面，光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的；另一方面，在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，也可以認(rèn)為光是沿直線傳播的。但是，在障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象十分明顯，這時(shí)不能說光沿直線傳播了。

四、教學(xué)后記

通過對(duì)光經(jīng)過各種形狀的孔產(chǎn)生的衍射圖樣的觀察，一方面培養(yǎng)了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，另一方面這些各種形狀的衍射圖樣給學(xué)生以美的感受，讓他們體會(huì)到了物理知識(shí)的奇、趣、美。對(duì)孔的形狀和衍射圖樣的對(duì)比分析，得出重要的結(jié)論：衍射圖樣隨孔的形狀改變而改變；同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力。最后，介紹X射線的晶格衍射的應(yīng)用等知識(shí)也就水到渠成。因此，對(duì)本知識(shí)的適當(dāng)延伸、拓展，理論聯(lián)系實(shí)際，有利于培養(yǎng)了學(xué)生觀察、分析、解決實(shí)際問題的能力，這正是當(dāng)今素質(zhì)教育所要求的。

第五篇：2015-2016高中物理 第十三章 5光的衍射教案 新人教版選修3-4

光的衍射

教學(xué)要求：

1、知道光的衍射現(xiàn)象

2．知道產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔、縫的大小比光的波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)相仿時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象．

3．知道“幾何光學(xué)”中所說的光沿直線傳播是一種近似． 重點(diǎn)和難點(diǎn)：產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象的條件 課時(shí)：1課時(shí) 基本教學(xué)過程

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生活中我們沒有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？

水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么？

一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多．（播放視頻）

一、光的衍射

1、光的衍射：光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。

2、明顯衍射的條件：障礙物或狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多。

3、物理意義：光的衍射現(xiàn)象證明光是一種波。

二、單縫衍射條紋的特征

1、中央亮紋寬而亮．

2、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗． 單縫衍射規(guī)律：

1、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．

2、單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．

3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色．

泊松亮斑：

不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果．歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．

三、衍射光柵

衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來形成的光學(xué)儀器。可分為透射光柵和反射光柵。

干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別：

干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。

衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對(duì)稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。

光的衍射現(xiàn)象說明光的直線傳播是有條件的，只有在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。

四、練習(xí)