第一篇:光的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)練習(xí)題
光的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)練習(xí)題
1.1.光傳感元件可用來測(cè)量光屏上光強(qiáng)分布。分別用單縫板和雙縫板做了兩組實(shí)驗(yàn),采集到下列兩組圖像,則甲圖所示為現(xiàn)象;乙圖反映了現(xiàn)象的光強(qiáng)分布。(09市)
2.用a、b兩單色光分別照射同一雙縫干涉裝置,在距雙縫恒定距離的光屏上得到如圖所示的干涉圖樣,其中圖(a)是a單色光束照射時(shí)形成的圖樣,圖(b)是b單色光束照射時(shí)形成的圖樣,則下列關(guān)于a、b兩束單色光的說法中,正確的是
(A)它們?cè)谡婵罩芯哂邢嗤笮〉膫鞑ニ俣取?/p>
(B)若a光束照在某金屬上恰好能發(fā)生光電效應(yīng),則b光束照在該金屬上不能發(fā)生光
電效應(yīng)。
(C)若兩束光都能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則a光束照射到金屬表面至有電子逸出的時(shí)間間隔明顯比b光束長(zhǎng)。
(D)在相同的條件下,a光束比b光束更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。(09市)
[]
(a)(b)
3.如圖所示,一驗(yàn)電器與鋅板用導(dǎo)線相連,現(xiàn)用一紫外線燈照射鋅板。停止照射后,驗(yàn)電器指針保持一定的偏角,進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是()(10市)
(A)將一帶正電的金屬小球與鋅板接觸,驗(yàn)電器指針偏角增大
(B)將一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸,驗(yàn)電器指針偏角保持不
變
(C)改用強(qiáng)度更大的紫外線燈照射鋅板,驗(yàn)電器指針偏角增大
(D)改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板,驗(yàn)電器指針偏角保持不
變
4.英國(guó)物理學(xué)家托馬斯· 楊第一次在實(shí)驗(yàn)室用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察到光的干涉現(xiàn)象.圖中M為光源,N是有一個(gè)小孔的屏,O是有兩個(gè)非??拷笮∠嗤男】灼?,兩小孔與N上小孔的距離相同;P為像屏.
紫外線燈
(1)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置O屏的目的是________________________________________;
(2)呈現(xiàn)在P屏上的光的干涉圖樣應(yīng)該是圖2中的________(填“甲”或“乙”)
1043.(a)(b)甲
5.(a)、(b)兩幅圖是由一束單色光分別通過兩個(gè)圓孔而形成的圖像,其中圖(a)是光的________(填“干涉”或“衍射”)圖
像。由此可以判斷出圖(a)所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑_______(填“大
于”或“小于”)圖(b)所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑。(10415)
6.如圖18所示,下部是在實(shí)驗(yàn)室觀察光的干涉、衍射的實(shí)驗(yàn)裝
置,上部是通過該裝置獲得的紅光雙縫干涉和單縫衍射圖樣,可以看出,干涉圖樣與衍射圖樣之間有許多共同點(diǎn)、和不同點(diǎn),請(qǐng)通過比較各寫出其中的一點(diǎn):
相同點(diǎn):______________________________________;
不同點(diǎn):________________________________________。
(都有明暗相間的條紋
衍射的中央條紋特別寬、特別亮,而干涉條紋寬度相等、亮度相等。)
7.(多項(xiàng)選擇題)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,綠光通過單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫S的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋,屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等,P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋.如果將入射光換成其它色光,則下列說法中正確的是:
A.若將入射光換成紅光,則在O點(diǎn)將出現(xiàn)紅光的亮條紋.
B.若將入射光換成紫光,則在O點(diǎn)不可能出現(xiàn)紫光的亮條紋.
C.若將入射光換成紅光,則紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方.
D.若將入射光換成紫光,則紫光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方.
(10429)
圖案中央線光屏 雙縫 激光器 圖18
8.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用a、b兩束單色光照射同一雙縫,在距雙縫一定距離的光屏上得到如圖所示的干涉圖樣,其中圖甲是單色光束a照射時(shí)形成的圖樣,圖乙是單色光束b照射時(shí)形成的圖樣,則()
(A)它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣认嗤?/p>
(B)若光束b照射某金屬恰能發(fā)生光電效應(yīng),則光束a照射該金屬
也能發(fā)生光電效應(yīng)乙 甲
(C)若兩色光都能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則光束a照射逸出的光
電子數(shù)量更多
(D)在相同條件下,光束a比光束b更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象
(10458)
9.如圖甲所示,在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,激光的波長(zhǎng)為5.30×10-7m,屏
上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是
(選填“明條紋”或“暗條紋”)現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30×10-7m的激光進(jìn)行上
述實(shí)驗(yàn),保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將(選填“變寬”、“變
窄”或“不變”).(江蘇10)
10.如圖所示,用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接,觸摸鋅板使驗(yàn)電器指示
歸零,用紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅板,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針張角減小,此現(xiàn)象說明鋅板帶_________電(選填“正”或“負(fù)”);若改用紅外線重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)偏轉(zhuǎn),說明金屬鋅的極限頻率_________紅外線的頻率(選填“大于”或“小于”)。
11.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象,圖(a)是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上灑
些鹽),圖(b)是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬線圈,將金屬線圈在其所在的平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn),觀察到的現(xiàn)象是()
(A)當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)30?時(shí),干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30?
(B)當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)45?時(shí),干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90?
(C)當(dāng)金屬線圈旋轉(zhuǎn)60?時(shí),干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30?
(D)干涉條紋保持不變
(a)(b)
12.部分電磁波的大致波長(zhǎng)范圍如圖所示.若要利用縫寬與手指寬度相當(dāng)?shù)目p獲得明顯的衍射現(xiàn)象,可選用___________波段的電磁波,其原因是___________________________(0
5上)
13.(1)如圖所示利用激光完成“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn),雙縫的作用是______________,觀察到的現(xiàn)象是_________________________。
(2)(單選)在“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)中,在光屏處放上照相底片,減弱光的強(qiáng)度,使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng),底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)跡;如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng),底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋正確的是()(0942)
A. 曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí),到達(dá)光屏光的光能太少,條紋看不清楚,故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)跡;
B. 單個(gè)光子的行為表現(xiàn)出粒子性,沒有確定的軌道,故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)跡;
C.大量光子的行為表現(xiàn)出粒子性,所以會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋;
D. 干涉條紋中亮條紋處表示有光子到達(dá),暗條紋處表示沒有光子到達(dá)。
14.如圖所示為“觀察光的干涉現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)的裝置。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,下列描述正確的是()
(A)用某單色光實(shí)驗(yàn),光屏上中央條紋最亮、最寬,兩側(cè)條紋對(duì)稱地逐漸變
暗、變窄
(B)用某單色光實(shí)驗(yàn),保持雙縫間距不變,光屏到雙縫距離越大,屏上條紋的間距就越大
(C)用某單色光實(shí)驗(yàn),保持光屏到縫的距離不變,雙縫間距越小,屏上條紋的間距就越小
(D)保持雙縫間距和光屏到雙縫的距離不變的情況下,用紫光實(shí)驗(yàn)得到的條紋間距小于紅光實(shí)驗(yàn)得到的條紋間距(09413)
16.光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)的原理制成的光電元件。如圖所示,當(dāng)一束單
色光照射光電管時(shí),靈敏電流計(jì)G中無電流通過,這可能是因?yàn)椋?/p>
()
A、照射時(shí)間太短
C、光的波長(zhǎng)太短B、光的強(qiáng)度太小 D、光的頻率太低(09416)
15.某同學(xué)以線狀白熾燈為光源,利用狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點(diǎn): a.若狹縫與燈絲平行,衍射條紋與狹縫平行
b.若狹縫與燈絲垂直,衍射條紋與狹縫垂直
c.衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關(guān)
d.衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)無關(guān)
以上幾點(diǎn)中,你認(rèn)為正確的是_________。(09422)
16.如圖所示是用激光器、縫間距可調(diào)節(jié)的雙縫屏、光屏等器材研究光的干涉現(xiàn)象的裝置.
(1)實(shí)驗(yàn)中用激光通過雙縫,其目的是()
光屏A.單色光容易發(fā)生光的干涉
B.激光的能量強(qiáng),容易發(fā)生光的干涉
C.產(chǎn)生頻率相同的兩束光
D.產(chǎn)生頻率之差恒定的兩束光
(2)在本實(shí)驗(yàn)中為了增大光屏上干涉條紋的間距,可以激光器d雙縫屏?S
采用其它條件不變只調(diào)節(jié)雙縫間隙△s的方法,應(yīng)使得△s __________(填“增大”或“縮小”);
(3)在實(shí)驗(yàn)中,如果將紅光換為黃光后通過同一雙縫裝置,會(huì)發(fā)現(xiàn)光屏上干涉條紋的間距變小的現(xiàn)象,根據(jù)干涉理論中關(guān)于“在d與△s相同的情況下,條紋間距與________________________________”的結(jié)論,可以說明紅光的波長(zhǎng)比黃光的波長(zhǎng)_______(填“長(zhǎng)”、“短”).(09428)
17.從人類第一次使用光來驅(qū)趕自然界的黑暗以來,許多研究物理科學(xué)的巨匠都懷著極大的興趣去研究光,研究光是什么。牛頓認(rèn)為光具有粒子的性質(zhì),惠更斯提出光的波動(dòng)說,請(qǐng)你按人類對(duì)光的認(rèn)識(shí)過程進(jìn)行排序____________。
A.愛因斯坦提出光子說
B.托馬斯·揚(yáng)在實(shí)驗(yàn)中成功地觀察到光的干涉現(xiàn)象
C.麥克斯韋根據(jù)他的電磁理論提出光是電磁波
D.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線
光究竟是什么?今天你的認(rèn)識(shí)是_______________________________。(09435)
20.如圖所示,弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔有張角,則該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明
(1).弧光燈發(fā)出的光具有波動(dòng)性
(2).鋅板上帶電
(3).光通過狹縫時(shí)發(fā)生了衍射
(4).微觀粒子具有波動(dòng)性
A.(1)(2)(3)B.(3)(4)C.(1)(3)D.(2)(4)
(09440)
18.如圖所示,圖甲、圖乙是物理史上兩個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的示意圖,通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)人們對(duì)光的本性有了比較全面的認(rèn)識(shí):
單雙驗(yàn)電器 縫縫圖甲 圖乙
(1)圖甲是英圖物理學(xué)家托馬斯·楊做的______________實(shí)驗(yàn)的示意圖,該實(shí)驗(yàn)是光的_________說的有力證據(jù)。
(2)圖乙是______________ 實(shí)驗(yàn)的示意圖,該實(shí)驗(yàn)是光的_________說的有力證據(jù)。
22.人類對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)的過程中先后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),如圖所示的四個(gè)示意圖所表示的實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明光具有波動(dòng)性的是:[
]
19、(4分)1919年盧瑟福通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變,并由此發(fā)現(xiàn),此核反應(yīng)方程是
。24.如圖所示為盧瑟福?粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng),通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察?粒子在各個(gè)角度的散射情況。
(1)下列說法中正確的是()
(A)在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察,相同時(shí)
間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多
(B)在圖中的B位置進(jìn)行觀察,屏上觀察不到任何
閃光
(C)盧瑟福選用不同金屬箔片作為?粒子散射的靶,觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似
(D)?粒子發(fā)生散射的主要原因是?粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈
(2)盧瑟福根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了_______________模型。
第二篇:光的干涉教案
光的干涉
【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:?s?2n??2?暗條紋:?s??2n?1??(n=0、1、2、3…)(n=0、1、2、3…)
引導(dǎo)學(xué)生參閱課本彩圖,比較三種干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距有什么區(qū)別。過渡:干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距Δx到底與哪些因素有關(guān)?
4、分組探究:
猜想:影響干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距Δx的因素 探究方法:控制變量法、歸納法
(1)利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資料探究:其他條件不變,雙縫間距d減小,Δx如何改變。學(xué)生參閱課本彩圖,通過對(duì)比分析得出結(jié)論。
(2)實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法:其他條件不變,雙縫與屏的距離L增大,△X如何變化? 實(shí)驗(yàn)演示,學(xué)生觀察現(xiàn)象。
多媒體輔助演示:用干涉圖樣從幾何角度可以定性說明L與△X的關(guān)系(3)學(xué)生自主探究:其他條件不變,波長(zhǎng)λ增大,△X如何變化? 探究工具:幾張干涉圖樣、直尺、兩種顏色的記號(hào)筆。
小組探究的結(jié)果:雙縫的間距d越小,屏到擋板間的距離L越大,光的波長(zhǎng)λ越大
則相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距Δx越大。(4)理論證明: ?x?
(三)規(guī)律應(yīng)用: 1測(cè)光的波長(zhǎng)(1)小組討論:
你能否根據(jù)所學(xué)的知識(shí),設(shè)計(jì)一測(cè)量某種可見光波長(zhǎng)的方案?
(2)學(xué)生代表小結(jié): 由?x?L? d雙縫的間距d,屏到擋板間的距離L,相鄰兩條亮條紋(或明條紋)的間距Δx。就能知道這種可見光的波長(zhǎng)
(3)實(shí)例:雙縫的間距d=0.18mm,光屏到檔板的距離L=90cm,相鄰兩條亮條紋的間距Δx =3.50mm,則此單色光的波長(zhǎng)為多少?
(4)各種色光的波長(zhǎng)測(cè)定及介紹:(光的波長(zhǎng)單位往往用納米)學(xué)生閱讀課本表格
小結(jié):紅光波長(zhǎng)最大,紫光波長(zhǎng)最小。因此紅光的干涉條紋間距最大,紫光最小。Ld?可知:???x,只要測(cè)出: dL2、白光的干涉現(xiàn)象:
如果用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象? 媒體展示 【復(fù)習(xí)鞏固】 師生回顧本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容 【課后反思】
1、中央亮條紋為什么是白的來兩側(cè)的為彩色條紋?
2、兩側(cè)彩色條紋的分布有沒有規(guī)律?紅色在外還是紫色在外側(cè)? 【板書設(shè)計(jì)】
光的干涉
1、干涉條件:相干光源
2、干涉圖樣:中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
3、圖樣分析:
(1)光屏上出現(xiàn)亮條紋(或暗條紋)的條件: 亮條紋:?s?2n? ?2?暗條紋:?s??2n?1??(n=0、1、2、3…)
2(2)相鄰的亮條紋(或暗條紋)的間距:?x?
4、應(yīng)用:(1)測(cè)波長(zhǎng):??【教學(xué)反思】
本節(jié)課是一堂典型的探究式課堂教學(xué),教學(xué)中體現(xiàn)了新課程學(xué)習(xí)的理念。教學(xué)中設(shè)置兩個(gè)探究點(diǎn),學(xué)生在自主學(xué)習(xí),合作學(xué)習(xí),探究學(xué)習(xí)的過程中不僅掌握了知識(shí),更重要的是學(xué)會(huì)了研究問題的方法。在學(xué)習(xí)的過程中興趣盎然,積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中,從而培養(yǎng)了學(xué)習(xí)物理的興趣。
不足是:由于上課時(shí)間和器材的限制,實(shí)驗(yàn)探究未能讓學(xué)生主自主研究,而是通過演示替代,另外在學(xué)生觀察了光的干涉實(shí)驗(yàn)后,未能進(jìn)一步追問這一現(xiàn)象說明了什么?基礎(chǔ)差點(diǎn)的同學(xué)可能還不能自主地把現(xiàn)象和波動(dòng)性聯(lián)系上。今后的教學(xué)中就進(jìn)一步注意細(xì)節(jié)的把握,努力體現(xiàn)新課改理念,最大限度地增加課堂效益。(n=0、1、2、3…)
L? d(2)白光的雙縫干涉圖樣分析:明暗相間的彩色條紋 d?x L 4
第三篇: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
第四篇:機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 波的衍射 波的干涉 教案
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http://004km.cn 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波·波的衍射 波的干涉·教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
(2)知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象;知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象;知道干涉現(xiàn)象的特點(diǎn)。
(3)知道衍射和干涉現(xiàn)象是波動(dòng)特有的現(xiàn)象。2.通過觀察水波的干涉現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)衍射現(xiàn)象的特征。通過觀察波的獨(dú)立前進(jìn),波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是波的衍射、波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件。2.難點(diǎn)是對(duì)穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解。
三、教具
水槽演示儀,長(zhǎng)條橡膠管,投影儀。
四、主要教學(xué)過程(一)引入新課
我們向平靜的湖面上投入一個(gè)小石子,可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋,并向周圍傳播。當(dāng)波紋遇到障礙物后會(huì)怎樣?如果同時(shí)投入兩個(gè)小石子,形成了兩列波,當(dāng)它們相遇在一起時(shí)又會(huì)怎樣?本節(jié)課就要通過對(duì)現(xiàn)象的觀察,對(duì)以上現(xiàn)象進(jìn)行初步解釋。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
主要思想是:遵照教材的編寫意圖,按“觀察現(xiàn)象,歸納特征,而后得出結(jié)論”的大順序進(jìn)行教學(xué)。觀察中注意引導(dǎo),分析中注意啟發(fā)。
1.波的衍射(1)波的衍射現(xiàn)象
首先觀察水槽中水波的傳播:圓形的水波向外擴(kuò)散,越來越大。
然后,在水槽中放入一個(gè)不大的障礙屏,觀察水波繞過障礙屏傳播的情況。由此給出波的衍射定義。波繞過障礙物的現(xiàn)象,叫做波的衍射。
再引導(dǎo)學(xué)生觀察:在水槽中放入一個(gè)有孔的障礙屏,水波通過孔后也會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象??唇滩闹械牟鍒D,解釋“繞過障礙物”的含義。(2)發(fā)生明顯波的衍射的條件
在前面觀察的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下面的觀察:①在不改變波源的條件下,將障礙屏的孔由較大逐漸變小??梢钥吹讲ǖ难苌洮F(xiàn)象越來越明顯。由此得出結(jié)論:障礙物越小,衍射現(xiàn)象越明顯。②可能的話,在不改變障礙孔的條件下,使水波的波長(zhǎng)逐漸變大或逐漸變小??梢钥吹?,當(dāng)波長(zhǎng)越小時(shí),波的衍射現(xiàn)象越明顯。由此指出:當(dāng)障礙物的大小與波長(zhǎng)相差不多時(shí),波的衍射現(xiàn)象較明顯。
發(fā)生明顯衍射的條件是:障礙物或孔的大小比波長(zhǎng)小,或者與波長(zhǎng)相差不多。最后告訴學(xué)生:波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象。
在生活中,可遇到的波的衍射現(xiàn)象有:聲音傳播中的“隔墻有耳”現(xiàn)象;在房間中可以接受到收音機(jī)和電視信號(hào),是電磁波的衍射現(xiàn)象。
2.波的干涉
觀察現(xiàn)象①:在水槽演示儀上有兩個(gè)振源的條件下,單獨(dú)使用其中的一個(gè)振源,水波按照該振源的振動(dòng)方式向外傳播;再單獨(dú)使用另一個(gè)振源,水波按照該振源的振動(dòng)方式向外傳播。現(xiàn)象的結(jié)論:每一個(gè)波源都按其自己的方式,在介質(zhì)中產(chǎn)生振動(dòng),并能使介質(zhì)將這種振動(dòng)向外傳播。
觀察現(xiàn)象②:找兩個(gè)同學(xué)拉著一條長(zhǎng)橡皮管,讓他們同時(shí)分別抖動(dòng)一下橡皮管的端點(diǎn),則會(huì)從兩端各產(chǎn)生
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http://004km.cn 一個(gè)波包向?qū)Ψ絺鞑?。?dāng)兩個(gè)波包在中間相遇時(shí),形狀發(fā)生變化,相遇后又各自傳播?,F(xiàn)象的結(jié)論:波相遇時(shí),發(fā)生疊加。以后仍按原來的方式傳播。
(1)波的疊加
在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上,向?qū)W生說明什么是波的疊加。
兩列波相遇時(shí),在波的重疊區(qū)域,任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移,都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。
結(jié)合圖1,解釋此結(jié)論。
解釋時(shí)可以這樣說:在介質(zhì)中選一點(diǎn)P為研究對(duì)象,在某一時(shí)刻,當(dāng)波源1的振動(dòng)傳播到P點(diǎn)時(shí),若恰好是波峰,則引起P點(diǎn)向上振動(dòng);同時(shí),波源2的振動(dòng)也傳播到了P點(diǎn),若恰好也是波峰,則也會(huì)引起P點(diǎn)向上振動(dòng);這時(shí),P點(diǎn)的振動(dòng)就是兩個(gè)向上的振動(dòng)的疊加,P點(diǎn)的振動(dòng)被加強(qiáng)了。(當(dāng)然,在某一時(shí)刻,當(dāng)波源1的振動(dòng)傳播到P點(diǎn)時(shí),若恰好是波谷,則引起P點(diǎn)向下振動(dòng);同時(shí),波源2的振動(dòng)傳播到了P點(diǎn)時(shí),若恰好也是波谷,則也會(huì)引起P點(diǎn)向下振動(dòng);這時(shí),P點(diǎn)的振動(dòng)就是兩個(gè)向下的振動(dòng)的疊加,P點(diǎn)的振動(dòng)還是被加強(qiáng)了。)用以上的分析,說明什么是振動(dòng)被加強(qiáng)。
波源1經(jīng)過半周期后,傳播到P點(diǎn)的振動(dòng)變?yōu)椴ü?,就?huì)使P點(diǎn)的振動(dòng)向下,但此時(shí)波源2傳過來的振動(dòng)不一定是波谷(因?yàn)閮刹ㄔ吹闹芷诳赡懿煌?,所以,此時(shí)P點(diǎn)的振動(dòng)可能被減弱,也可能是被加強(qiáng)的。(讓學(xué)生來說明原因)提問:如果希望P點(diǎn)的振動(dòng)總能被加強(qiáng),應(yīng)有什么條件?
提問:如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點(diǎn)Q,希望Q點(diǎn)的振動(dòng)總能被減弱,應(yīng)有什么條件? 結(jié)論:波源1和波源2的周期應(yīng)相同。(2)波的干涉
觀察現(xiàn)象③:水槽中的水波的干涉。對(duì)水波干涉圖樣的解釋中,特別要強(qiáng)調(diào)兩列水波的頻率是相同的,所以產(chǎn)生了在水面上有些點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng),而另一些點(diǎn)的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象,加強(qiáng)和減弱的點(diǎn)的分布是穩(wěn)定的。
詳細(xì)解釋教材中給出的插圖,如圖2所示。在解釋和說明中,特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn)是:①此圖是某時(shí)刻兩列波傳播的情況;②兩列波的頻率(波長(zhǎng))相等;③當(dāng)兩列波的波峰在某點(diǎn)相遇時(shí),這點(diǎn)的振動(dòng)位移是正的最大值,過半周期后,這點(diǎn)就是波谷和波谷相遇,則這點(diǎn)的振動(dòng)位移是負(fù)的最大值;④振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)的,振動(dòng)減弱的點(diǎn)的振動(dòng)總是減弱的。
在以上分析的基礎(chǔ)上,給出干涉的定義:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉,形成的圖樣叫做波的干涉圖樣。
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億庫(kù)教育網(wǎng)
http://004km.cn 反復(fù)觀察水槽中的水波的干涉,分清哪些區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)加強(qiáng)的區(qū)域,哪些區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)減弱的區(qū)域。
最后應(yīng)幫助學(xué)生分析清楚:介質(zhì)中某點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng),是指這個(gè)質(zhì)點(diǎn)以較大的振幅振動(dòng);而某點(diǎn)的振動(dòng)減弱,是指這個(gè)質(zhì)點(diǎn)以較小的振幅振動(dòng),這與只有一個(gè)波源的振動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí),各質(zhì)點(diǎn)均按此波源的振動(dòng)方式振動(dòng)是不同的。
(3)波的干涉與疊加的關(guān)系
有了前面的基礎(chǔ),可以啟發(fā)學(xué)生說一說干涉與疊加的關(guān)系。幫助學(xué)生認(rèn)識(shí):干涉是一種特殊的疊加。任何兩列波都可以進(jìn)行疊加,但只有兩列頻率相同的波的疊加,才有可能形成干涉。
最后指出:干涉是波特有的現(xiàn)象。(三)課堂小結(jié)
今天,我們學(xué)習(xí)了波特有的現(xiàn)象:波的衍射和波的干涉。請(qǐng)同學(xué)再表達(dá)一下:什么叫波的衍射?什么叫波的干涉?什么條件下可能發(fā)生波的干涉?
課后的任務(wù)是認(rèn)真閱讀課本。
五、說明
教學(xué)中,教師應(yīng)知道:(1)“障礙物或孔的大小比波長(zhǎng)小,或者與波長(zhǎng)相差不多”是產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,而不是產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的條件。波遇到障礙物就會(huì)發(fā)生衍射,只是在上述的條件下可以明顯觀察到。(2)波的干涉的條件是:同一類的兩列波,頻率(波長(zhǎng))相同,相差恒定,在同一平面內(nèi)振動(dòng)。當(dāng)它們發(fā)生疊加時(shí),會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,由于課本中沒有提出相和相差的概念,并且只討論一維的振動(dòng)情況,所以,教學(xué)中只強(qiáng)調(diào)“頻率相同”的條件就可以了。更多的時(shí)間,應(yīng)放在認(rèn)識(shí)干涉與一般疊加相比的特殊之處上。
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第五篇:光的干涉教學(xué)設(shè)計(jì)
篇一:光的干涉教學(xué)設(shè)計(jì)
《光的干涉》教案
【課題】光的干涉 【教學(xué)時(shí)間】1課時(shí)
【教學(xué)對(duì)象】高三年級(jí)學(xué)生
【教材】粵教版高中物理選修3-4第四章第4節(jié) 【教學(xué)內(nèi)容分析】 1.教材的地位和作用
本節(jié)的主要內(nèi)容是介紹光的屬性之一——光的干涉。光的干涉屬于近代物理知識(shí),是學(xué)生進(jìn)一步探究光的本性的基礎(chǔ)。同時(shí)通過建立相位和周期的聯(lián)系,光程差和相位差的聯(lián)系,可以培養(yǎng)學(xué)生將物理問題數(shù)學(xué)化,從數(shù)學(xué)公式中了解物理含義的能力。2.課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)的要求
觀察光的干涉現(xiàn)象。知道產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件。3.教材內(nèi)容安排
本節(jié)從肥皂泡上的彩色條紋入手,介紹光的干涉現(xiàn)象,利用雙縫干涉現(xiàn)象,介紹光的干涉的特征,然后將光的干涉與機(jī)械波的干涉進(jìn)行類比,介紹光產(chǎn)生干涉的條件和光產(chǎn)生干涉明條紋與暗條紋的公式,并將此公式應(yīng)用于雙縫干涉,得出雙縫干涉現(xiàn)象中相鄰明(或暗)條紋之間的距離公式。最后呼應(yīng)節(jié)首,利用光的干涉知識(shí),分析肥皂泡彩色條紋的成因。4.教材的特點(diǎn)
第一、注重知識(shí)間的前后聯(lián)系和連貫。通過與機(jī)械波的干涉的類比,總結(jié)光產(chǎn)生干涉的條件及產(chǎn)生明暗條紋的條件。
第二、培養(yǎng)學(xué)生將物理問題數(shù)學(xué)化的能力。
第三、重視物理知識(shí)與生活的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生從生活中的現(xiàn)象中尋找物理規(guī)律的興趣。5.對(duì)教材的處理
光的干涉現(xiàn)象在生活中并不常見,可以通過與學(xué)生常見的機(jī)械波的干涉現(xiàn)象進(jìn)行比較與分析,加深學(xué)生理解。本節(jié)中的“光程差”往往不容易被學(xué)生理解,可以通過與“光的傳播路程”作比較,利用相位差的概念,將兩者聯(lián)系起來加以說明。通過學(xué)生討論后提出問題,并結(jié)合雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、薄膜干涉實(shí)驗(yàn),將抽象問題可視化,培養(yǎng)學(xué)生觀察分析的能力,提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
【學(xué)生情況分析】 1.學(xué)生的興趣
學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲,對(duì)觀察演示實(shí)驗(yàn)及動(dòng)手操作具有極大的興趣。2.學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過光學(xué)的一些基本知識(shí),以及機(jī)械波的干涉的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生在生活中缺乏對(duì)光的干涉現(xiàn)象的直觀經(jīng)驗(yàn),但是具有對(duì)水波、聲波等機(jī)械波干涉的經(jīng)驗(yàn)與理論。
學(xué)生對(duì)于“光程差”不易理解,但對(duì)“光的傳播路程”和相位差有一定的理解。3.學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)
高三學(xué)生已有一定的自主構(gòu)建新知識(shí)框架的能力,可以從已感知的機(jī)械波干涉現(xiàn)象與規(guī)律延伸至待認(rèn)定的光是波的推想。
高三學(xué)生已有一定的物理學(xué)科方法,如觀察與分析實(shí)驗(yàn),假說方法,從現(xiàn)象中歸納規(guī)律等。具備了一定的分析問題、解決問題的能力,因此在本節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,找出其解決方法,以理解光的干涉的條件。
【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能
(1)了解光的干涉及特點(diǎn)。(2)知道光產(chǎn)生干涉的條件。
(3)會(huì)分析薄膜上的干涉條紋及其特點(diǎn)。2.過程與方法
(1)通過光的干涉與機(jī)械波的干涉的比較,學(xué)會(huì)比較分析的方法。(2)通過對(duì)光的干涉條件的數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解,學(xué)會(huì)將物理問題數(shù)學(xué)化,尋求數(shù)學(xué)問題的物理意義的方法。
(3)培養(yǎng)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過利用光的干涉公式分析薄膜的實(shí)例,讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)心生活中的問題,并應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)去解決。
【教學(xué)重難點(diǎn)】 1.教學(xué)重點(diǎn)
了解光的干涉及特點(diǎn),知道光產(chǎn)生干涉的條件。2.教學(xué)難點(diǎn)
理解“光程差”的概念,用波動(dòng)理論解釋光產(chǎn)生明暗條紋的原理?!窘虒W(xué)策略設(shè)計(jì)】 1.教學(xué)組織形式
新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來進(jìn)行課堂教學(xué),本節(jié)課采用討論交流的形式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在物理課堂中的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。通過課堂演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,貫穿探究的思想,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家探索科學(xué)的樂趣與經(jīng)歷。2.教學(xué)方法(1)討論法
在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生以小組為單位,圍繞光的干涉特點(diǎn)、光產(chǎn)生干涉的條件等中心問題各抒己見,以培養(yǎng)合作精神,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性。
(2)探究法 教師創(chuàng)設(shè)出情景,由學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)并提出問題,并在教師的引導(dǎo)下集中于一或兩個(gè)問題進(jìn)行共同討論。然后通過一系列觀察、測(cè)量、比較、分析等活動(dòng),收集與問題有關(guān)的信息資料,形成一個(gè)假說并提出解決問題的方案,最后對(duì)問題形成一個(gè)合理的解釋,得出結(jié)論或規(guī)律。探究法可以使學(xué)生更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)客觀世界和科學(xué)的真實(shí),培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生從事研究必要的探究能力,掌握科學(xué)的思維方法,有利于學(xué)生科學(xué)概念的形成,并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)良好的個(gè)性品質(zhì)。
(3)演示法
教師在課堂上通過展示雙縫干涉實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過觀察獲得光的干涉現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)。3.學(xué)法指導(dǎo)
“授人以魚,供一飯之需;授人以漁,則終身受用。”教法的實(shí)質(zhì)是學(xué)法,教學(xué)過程實(shí)質(zhì)上時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是學(xué)生學(xué)習(xí)方法的設(shè)計(jì)。教學(xué)過程中學(xué)生的認(rèn)知體驗(yàn)、情感體驗(yàn)以及道德體驗(yàn)決定著教學(xué)的最終結(jié)果。首先,通過一個(gè)薄膜干涉的實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生興趣,并介紹“微粒說”與“波動(dòng)說”的交鋒,激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。接著,通過演示雙縫干涉實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生討論光的干涉現(xiàn)象和條件,解決本節(jié)的重點(diǎn)。再通過教師與學(xué)生交流討論光的干涉條紋特征,用波動(dòng)理論解釋明暗條紋形成的原理。然后由學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),自制雙縫觀察光的干涉現(xiàn)象,并嘗試觀察和解釋復(fù)色光源的干涉。最后,由學(xué)生討論分析薄膜干涉的成因及光的干涉在生活中的應(yīng)用。4.教學(xué)媒體設(shè)計(jì) 【教學(xué)流程圖】
篇二:光的干涉教案
光的干涉
【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:
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:?s?2n?? 2?暗條紋:?s??2n?1??(n=0、1、2、3?)2(n=0、1、2、3?)引導(dǎo)學(xué)生參閱課本彩圖,比較三種干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距有什么區(qū)別。
過渡:干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距δx到底與哪些因素有關(guān)?
4、分組探究:
猜想:影響干涉圖樣相鄰亮條紋(或暗條紋)間距δx的因素
探究方法:控制變量法、歸納法
(1)利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資料探究:其他條件不變,雙縫間距d減小,δx如何改變。學(xué)生參閱課本彩圖,通過對(duì)比分析得出結(jié)論。
(2)實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法:其他條件不變,雙縫與屏的距離l增大,△x如何變化? 實(shí)驗(yàn)演示,學(xué)生觀察現(xiàn)象。
多媒體輔助演示:用干涉圖樣從幾何角度可以定性說明l與△x的關(guān)系
(3)學(xué)生自主探究:其他條件不變,波長(zhǎng)λ增大,△x如何變化?
探究工具:幾張干涉圖樣、直尺、兩種顏色的記號(hào)筆。
小組探究的結(jié)果:雙縫的間距d越小,屏到擋板間的距離l越大,光的波長(zhǎng)λ越大 則相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距δx越大。
(4)理論證明: ?x?
(三)規(guī)律應(yīng)用: 1測(cè)光的波長(zhǎng)
(1)小組討論:
你能否根據(jù)所學(xué)的知識(shí),設(shè)計(jì)一測(cè)量某種可見光波長(zhǎng)的方案?
(2)學(xué)生代表小結(jié): 由?x?l? d 雙縫的間距d,屏到擋板間的距離l,相鄰兩條亮條紋(或明條紋)的間距δx。
就能知道這種可見光的波長(zhǎng)
(3)實(shí)例:雙縫的間距d=0.18mm,光屏到檔板的距離l=90cm,相鄰兩條亮條紋的間距δx =3.50mm,則此單色光的波長(zhǎng)為多少?
(4)各種色光的波長(zhǎng)測(cè)定及介紹:(光的波長(zhǎng)單位往往用納米)
學(xué)生閱讀課本表格
小結(jié):紅光波長(zhǎng)最大,紫光波長(zhǎng)最小。因此紅光的干涉條紋間距最大,紫光最小。ld?可知:???x,只要測(cè)出: dl
2、白光的干涉現(xiàn)象:
如果用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
媒體展示
【復(fù)習(xí)鞏固】
師生回顧本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容
【課后反思】
1、中央亮條紋為什么是白的來兩側(cè)的為彩色條紋?
2、兩側(cè)彩色條紋的分布有沒有規(guī)律?紅色在外還是紫色在外側(cè)?
【板書設(shè)計(jì)】
光的干涉
1、干涉條件:相干光源
2、干涉圖樣:中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
3、圖樣分析:
(1)光屏上出現(xiàn)亮條紋(或暗條紋)的條件: 亮條紋:?s?2n? ?2?暗條紋:?s??2n?1??(n=0、1、2、3?)2(2)相鄰的亮條紋(或暗條紋)的間距:?x?
4、應(yīng)用:
(1)測(cè)波長(zhǎng):?? 【教學(xué)反思】
本節(jié)課是一堂典型的探究式課堂教學(xué),教學(xué)中體現(xiàn)了新課程學(xué)習(xí)的理念。教學(xué)中設(shè)置兩個(gè)探究點(diǎn),學(xué)生在自主學(xué)習(xí),合作學(xué)習(xí),探究學(xué)習(xí)的過程中不僅掌握了知識(shí),更重要的是學(xué)會(huì)了研究問題的方法。在學(xué)習(xí)的過程中興趣盎然,積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中,從而培養(yǎng)了學(xué)習(xí)物理的興趣。
不足是:由于上課時(shí)間和器材的限制,實(shí)驗(yàn)探究未能讓學(xué)生主自主研究,而是通過演示替代,另外在學(xué)生觀察了光的干涉實(shí)驗(yàn)后,未能進(jìn)一步追問這一現(xiàn)象說明了什么?基礎(chǔ)差點(diǎn)的同學(xué)可能還不能自主地把現(xiàn)象和波動(dòng)性聯(lián)系上。今后的教學(xué)中就進(jìn)一步注意細(xì)節(jié)的把握,努力體現(xiàn)新課改理念,最大限度地增加課堂效益。(n=0、1、2、3?)l? d(2)白光的雙縫干涉圖樣分析:明暗相間的彩色條紋 d?x l 篇三:《光的干涉》教學(xué)設(shè)計(jì)
第二十章 光的波動(dòng)性
府谷中學(xué) 任彥霞
【教材分析】:
光學(xué)現(xiàn)象是與人類的生產(chǎn)和日常生活密切相關(guān)的.人類在對(duì)光學(xué)現(xiàn)象、規(guī)律的研究的同時(shí),也開始了對(duì)光本性的探究.到了17世紀(jì),人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)逐漸形成了兩種學(xué)說.
(一)光的微粒說
一般,人們都認(rèn)為牛頓是微粒說的代表,牛頓于1675年曾提出:“光是一群難以想象的細(xì)微而迅速運(yùn)動(dòng)的大小不同的粒子”,這些粒子被發(fā)光體“一個(gè)接一個(gè)地發(fā)射出來”.用這樣的觀點(diǎn),解釋光的直進(jìn)性、影的形成等現(xiàn)象是十分方便的.
在解釋光的反射現(xiàn)象時(shí),同樣十分簡(jiǎn)便.當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面時(shí),要發(fā)生反射.在解釋反射現(xiàn)象時(shí),只要假設(shè)光的微粒在與介質(zhì)作用時(shí),其相互作用,使微粒的速度的豎直分量方向變化,但大小不變;水平分量的大小和方向均不發(fā)生變化(因?yàn)樵谶@一方向上沒有相互作用),就可以準(zhǔn)確地得出光在反射時(shí),反射角等于入射角這一與實(shí)驗(yàn)事實(shí)吻合的結(jié)論.
(二)光的波動(dòng)說
關(guān)于光的本性,當(dāng)時(shí)還存在另一種觀點(diǎn),即光的波動(dòng)說.認(rèn)為光是某種振動(dòng),以波的形式向四周傳播,其代表人物是荷蘭物理學(xué)家惠更斯.他認(rèn)為,光是由發(fā)光體的微小粒子的振動(dòng)在彌漫于一切地方的“以太”介質(zhì)中傳播過程,而不是像微粒說所設(shè)想的像子彈和箭那樣的運(yùn)動(dòng).
當(dāng)然,光的波動(dòng)說在解釋光的直進(jìn)性時(shí),會(huì)在不透明物體后留下清晰的影子等問題也遇到困難.
可見,光的微粒說和波動(dòng)說在解釋光學(xué)現(xiàn)象時(shí),都各有成功的一面,但都不能完滿地解釋當(dāng)時(shí)所了解的各種光學(xué)現(xiàn)象.
在其后的100多年中,主要由于牛頓的崇高地位及聲望,因而微粒說一直占主導(dǎo)地位,波動(dòng)說發(fā)展很緩慢.人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí),還期待新的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn).直到19世紀(jì)初,人們發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象,進(jìn)一步研究了光的衍射現(xiàn)象.干涉和衍射是波動(dòng)的重要特征,從而光的波動(dòng)說得到迅速發(fā)展.人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)達(dá)到一個(gè)新的階段. 人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過程,這一過程也是辯證發(fā)展的過程.根據(jù)事實(shí)建立學(xué)說,發(fā)展學(xué)說,或是決定學(xué)說的取舍,發(fā)現(xiàn)新的事實(shí),再建立新的學(xué)說.人類就是這樣通過光的行為,經(jīng)過分析和研究,逐漸認(rèn)識(shí)光的本性的.這一章我們學(xué)習(xí)光的波動(dòng)性。
第一節(jié)光的干涉
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的條件. 2.理解光的干涉條紋形成原理,認(rèn)識(shí)干涉條紋的特征.
3.知道不同色光在相同條件下發(fā)生干涉時(shí)條紋間距不同的原因,知道不同的色光頻率不同. 4.理解薄膜干涉的原理并解釋一些干涉現(xiàn)象.
二、能力目標(biāo)
通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機(jī)械波的干涉進(jìn)行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力以及對(duì)問題的分析、推理能力.
三、情感目標(biāo)
通過“揚(yáng)氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),滲透科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)的物理思維方法.
【重點(diǎn)、難點(diǎn)分析】 1.光的干涉條件.
2.如何用波動(dòng)說來說明明暗相間的干涉條紋,怎么會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上是穩(wěn)定的,空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔,如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”.
【教學(xué)用具】
激光干涉演示儀、cai課件.
【教學(xué)方法】
實(shí)驗(yàn)探究法
【教學(xué)時(shí)間】:
【課時(shí)安排】:2課時(shí)
【教學(xué)過程】
第一課時(shí)
(一)新課引入
由機(jī)械波的干涉現(xiàn)象引入:首先用多媒體演示“水波干涉現(xiàn)象”,并向?qū)W生提出問題.
(1)這是什么現(xiàn)象?
(2)是否任何兩列波在傳播空間相遇都會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象?
讓學(xué)生回答,并讓學(xué)生描述穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的特征,指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的一種情景;一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象,干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象.要得到穩(wěn)定干涉現(xiàn)象需是兩列頻率相同、振動(dòng)情況相同的波源.
(二)新課教學(xué) 1.雙縫干涉
(1)光的干涉現(xiàn)象——揚(yáng)氏干涉實(shí)驗(yàn).
①介紹英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊,如何認(rèn)識(shí)光,且利用單孔雙縫使得一束光成了兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源,稱為相干波源,這同機(jī)械波中提到的振源的振動(dòng)步調(diào)相同的要求是一致的.——多媒體展示楊氏實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生在認(rèn)識(shí)事物或遇到問題時(shí),學(xué)習(xí)楊氏的科學(xué)態(tài)度,巧妙的思維方法.
②介紹實(shí)驗(yàn)裝置——雙縫干涉儀.
說明雙縫很近0.1mm,強(qiáng)調(diào)雙縫s1、s2與單縫s的距離相等,所以兩單縫s1、s2處光的振動(dòng)不僅頻率相同,而且振動(dòng)情況總是相同.
③演示:
可以用激光源做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),并使雙縫與屏幕的距離加大,這樣在屏幕上得到條紋間距離大,更為清晰的明暗相間的圖樣.
展示雙縫干涉圖樣,讓學(xué)生注意觀察圖樣,回答圖樣的特點(diǎn):
a.明暗相間.b.亮紋間等距,暗紋間等距.c.兩縫s1、s2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋.
提出問題:為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖樣?怎樣用波動(dòng)理論進(jìn)行解釋.
(2)運(yùn)用波動(dòng)理論進(jìn)行分析.
師生共同分析:若光是一種波,平行光的光波會(huì)同時(shí)到達(dá)兩狹縫s1、s2,所以從兩狹縫s1、s2出來的光不但頻率相同,而且振動(dòng)情況總是相同的,從此發(fā)出的光在屏上疊加時(shí),若在某點(diǎn)是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇,光就加強(qiáng);若是波峰與波谷相遇,就相互減弱,在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。
設(shè)問:屏幕上出現(xiàn)亮紋、暗紋的條件是什么? p1 p 在示意圖中,兩狹縫s1、s2發(fā)出來的光不但頻率相同,而且振動(dòng)情況總是相同的,兩組半徑相同的同心圓表示s1和s2兩相干光源向外傳播的兩列波.實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷.實(shí)線a0、a2、a'2,a4、a'4?為加強(qiáng)區(qū)域,虛線a1、a'
1、a3、a'3?為減弱區(qū)域.
小結(jié):通過以上分析振動(dòng)加強(qiáng)與消弱點(diǎn)的分布是相互間隔的而且是穩(wěn)定的,得到亮暗間隔的干并且由涉圖樣.
教師講解: s1、s2發(fā)出來的兩列波到達(dá)p點(diǎn)的路程又相同,所以這兩列波的波峰(或波谷)將同時(shí)到達(dá)p點(diǎn),即光程差δ=0,這時(shí)兩列波總是波峰與波峰(或波谷與波谷)疊加,p點(diǎn)的光波得到加強(qiáng),這里就出現(xiàn)了一個(gè)亮條紋;屏上p1點(diǎn)到s1、s2的距離不相等,若光程差等于半波長(zhǎng)奇數(shù)倍,就是波峰與波谷相遇,相互減弱,于是這里出現(xiàn)暗條紋.(教師可引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)分析)總結(jié)規(guī)律:凡光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的位置,產(chǎn)生亮條紋;凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置,產(chǎn)生暗條紋,即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式: 亮紋光程差δ=kλ(k=0,1,2?).
典型例題——關(guān)于相干光的條件
兩只相同的燈泡發(fā)出的光束相遇()發(fā)生干涉現(xiàn)象?(填“能”或“不能”)分析與解答:只有兩列相干光相遇,才會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象一般光源發(fā)出的光.是大量原子躍遷時(shí)產(chǎn)生的,由不連續(xù)的波列組成,即使頻率相同,各波列振動(dòng)的情況也是無規(guī)則地變化的,因此兩個(gè)獨(dú)立光源發(fā)出的光不是相干光,不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象
【針對(duì)性訓(xùn)練】:
在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,以白光為光源,在屏幕上觀察到彩色的干涉條紋,若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片,另一縫前放一綠色濾光片,這時(shí)[ c ] a、只有紅色和綠色的干涉條紋,其他顏色的條紋消失
b、紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失,其他顏色的干涉條紋依然存在 c、任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在,但屏上仍有光亮 d、屏上無任何光亮
【思考與討論】:干涉條紋間距與哪些因素有關(guān).(課本p24)
教師重做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并定性尋找規(guī)律.
①改變屏與縫之間的距離l——波長(zhǎng)λ不變時(shí)l越大,亮紋間距(暗紋間距)越大.
②屏與縫之間距離l不變,用不同的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——波長(zhǎng)長(zhǎng)的亮紋間距(暗紋間距)大。