高中物理选修教案——第十三章第5节光的衍射.doc

第十三章　第节的教学目标 1、知道的通过狭缝和圆孔的衍射 2、能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析 引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，进行自主学习，再通过演示实验结合投影片分析讲解，启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。 (三)情感态度与价值观 　　通过的观察，提高学生在学习中体会物理知识之美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；教学重点难点 【教学过程一引入 2、单色光的双缝干涉图样有哪些特征？(特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等) 师：衍射现象也是波动特有的特征，既然已证实光具有波动性，那么也会有光的衍射现象。光的衍射现象是怎么样的呢？为什么在日常生活中观察到光的衍射现象？二新课教学 提问2：产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？可见光的波长约是多少？ （波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多；可见光的波长只有十分之几微米）———引导学生根据以上知识，思考：怎样才能观察光的衍射现象？设置实验装置。 （必须使点光源（或线光源）发出的光通过非常小的孔（或是非常窄的狭缝）） 师（小结）：从前面讲的光的干涉实验知道，光的波长很短，只有十分之几微米，通常的物体都比它大得多，因此很难看到光的衍射现象．但是当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，可以清楚地看到光的衍射．以调节的狭缝，缝后放一个光屏(图19－13)．用平行单色光照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线方向通过狭缝，在屏上产生一条跟缝宽相当的亮线．但是，当缝调到很窄时，尽管亮线的亮度有所降低，这表明，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方．这就是光的衍射现象．让学生对比单缝衍射图样，总结单缝衍射条纹的特征 1、光的单缝衍射 条纹特征：明暗相间的条纹。中央条纹最亮、最宽，两边的亮纹亮度渐暗，宽度渐窄。（见插图） 引导学生讨论： 光发生明显衍射条件 生：缝缝变窄缝变窄了，通过的光能少了，亮度会降低．照射具有较大圆孔的挡板AB，在后面的屏上就得到一个圆形亮斑，它的直径可以按照光的直线传播的规律作图得到(图19－14甲、乙)．但是，如果圆孔缩小到一定程度，可以在屏上看到，光所达到的范围会远远超过它沿直线传播所应照明的区域(图19－14丙)．这就是圆孔的衍射现象． 引导学生讨论发生明显衍射现象的条件是孔很小 教师简单分析衍射的形成原因：同学们可能已经注意到，在单缝衍射和圆孔衍射的照片中，都有一些亮线和暗线．这是由于或圆孔上在光屏处叠加后光波加强或者削弱的结果，这个道理和两列光干涉时的道理相似．如果用白光做衍射实验，得到的亮线是彩色的，这也是由于不同波长的光在不同位置得到了加强． 白光做衍射实验，得到的这是由于不同波长的光在不同位置得到了加强．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现亮暗相间的条纹．图19－15是刮胡须刀片的影，可以在它的边缘看到由于衍射产生的条纹．“光沿直线传播”只是一种特殊情况光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可认为光是沿直线传播的，但是，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了．做一做用铅笔观察衍射现象 把两支铅笔并在一起，中间留一条狭缝，放在眼前，通过这条缝去看远处的日光灯，使狭缝的方向跟灯管平行，就会看到平行的彩色条纹．为什么会出现这些条纹？ 【阅读材料P61科学足迹】泊松亮斑图19－16是一个不透光的圆板的影，要特别注意中心的亮斑，它是光绕过盘的边缘在这里叠加后形成的．关于这个亮斑还有一段有趣的故事．后人为了纪念这个有意义的事件，把这个亮斑称为泊松亮斑．(三)课堂小结 　1、什么是光的衍射现象？单色光的衍射图样有什么特征？(说出它与双缝干涉图样的区别) 　2、光能够发生衍射，是不是意味着“光沿直线传播”的结论是完全错误的？(“光沿直线传播”只是一种特殊情况 　　A 　　B 　　C 　　D强化训练、用一只灯泡照亮一个带有孔径可调的圆孔的遮光板，如果圆孔的直径由几厘米逐渐减小到零，则遮光板后面光屏上：先出现（ ），接着出现（ ），再出现（ ），最后是（ ）． 、用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸遮住其中的一条缝，则屏上出现（ ）A、无条纹，只是一片红光；　　B、既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像C、原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱D、仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样 、用游标卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是：（ ）A、衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显；B、衍射条纹的间距逐渐变