《光的干涉》名师教案3.pdf

《光的干涉》教学设计 台州市路桥中学 黄鹤 一、教材分析 本节主要讲杨氏双缝干涉原理和相干光源的概念。重点是双缝干涉中波的叠 加形成的明暗条纹的条件及判断方法。要把光波的干涉和机械波的干涉联系起 来，引用光程差的概念，应用学生已有的波的叠加的知识，分析光屏上明暗条纹 的分布规律，即与两个狭缝的光程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝 的路程差是半个波长的奇数倍处出现暗条纹。 教材将《光的干涉》安排在学生可感知的光折射现象研究（第1 节）之后， 意在建立有层次的光本性认知平台．在光折射现象研究中得到折射定律后，教材 及时引导学生作深层思考：光的微粒说可以解释波的直线传播、波的反射和折射， 而从光的波动说也可以解释这些现象，是否有些波所特有的现象可以推测光可能 是一种波？如果有应该怎样实现？为将对光的认知同化至波的图式中去作了自 然的铺垫，这样的编排与高中学生的认知水平相适应的，也顺乎人类对光本性认 识的进程。 二、学情分析 本节内容选自人教版高中物理《选修3-4》第十三章 《光》的第三节,前面学 生已经学习了光的折射和全反射的知识，在机械波一章中了解了波的干涉和衍 射，知道发生干涉必须要有两个频率相同、振动情况完全一样的相干波源。本节 内容是通过探究光的干涉现象发生的条件，介绍杨氏双缝干涉实验的原理，仔细 的观察和描述光的干涉条纹特征，以及不同条件下条纹的间距，并能应用已学的 波动理论来解释这些现象。 但是在机械波中学习波的干涉时，用两个频率相同的水波叠加就能发生水波 的干涉现象，所以学生可能会认为只要频率相同的光也能发生干涉。所以本节的 授课就基于学生对波的干涉有了一定认识的基础上，来介绍光的干涉发生的条 件，通过多次实验不断提高学生的认知，让他们体会到杨氏双缝实验的设计巧妙， 通过波动理论来解释自己所看到的现象，在不断的观察和思考中得到提升，并能 运用所给的公式当场通过测量来计算红光的波长，体会该实验的实际应用，最后 观察白光的干涉现象，并用本节课所学知识解释产生彩色条纹的原因。 1 / 7 三、教学目标 1．知识与技能 ◆会观察与描述光的双缝干涉现象，认识单色光双缝干涉条纹的特征。 ◆知道单色光双缝干涉亮、暗条纹形成的原理。 ◆知道产生光的干涉现象的条件。 2 ．过程与方法 ▲通过对实验观察分析，认识干涉条纹的特征，获得探究活动的体验。 ▲尝试运用波动理论解释光的干涉现象。 ▲体验观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法。 ▲通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象建模的物理思维过程。 3 ．情感态度与价值观 ●体验探究光的干涉现象和测波长的艰辛与喜悦。 ●欣赏光现象的奇妙和谐。 ●了解光干涉现象的发现对推动光学发展的意义。 四、重点难点 重点：1．观察与描述光的双缝干涉现象。 2 ．双缝干涉中波的叠加形成的明暗条纹的条件及判断方法。 难点：用波动理论解释明暗相间的干涉条纹。 五、教具准备： ⑴实验装置：激光器2 个，双缝，光屏3 个，手电筒2 个，皮尺，刻度尺 ⑵多媒体课件：水波反射的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理视频，PPT 课 件 六、教学过程 游戏引入： 让一位学生玩弹珠小游戏，其他同学观看，体会弹珠在撞击墙壁前后，反射角等 于入射角，联想到光的反射定律。 复习提问： 在研究光的本性过程中，认为如果光像弹珠一样在介质表面被反弹，可以解释光 的反射现象，说明光的微粒说正确，并能解释光的直线传播和光的折射现象。而 2 / 7 另一种观点认为光是一种波，波可以发生反射吗？ 过渡：水波可以发生反射吗？ 播放视频：观察水波的反射现象 说明光的波动说也可以解释光的反射现象 如果你认为光是一种波，那么光应该可以发生波所特有的现象：干涉和衍射。（屏 幕展示“水波干涉”的图片，通过已有知识的迁移让学生走进光的双缝干涉） 让 学生观察并描述稳定水波干涉现象的特征：即出现振动总是加强和振动总是减弱 的区域，且加强区和减弱区互相间隔的现象；指出干涉现象是两列波在空间相遇 叠加的结果；强调要得到稳定干涉图样需要两波源的频率和振动情况完全相同． （一）、波的特征现象之一——干涉 条件——两列波的频率相同（必要条件） 设