下面小编给大家整理光的衍射教案,本文共18篇,希望大家喜欢!本文原稿由网友“blskmy”提供。
篇1:光的衍射教案
(一)知识目标
1、知道“几何光学“中所说的光沿直线传播是一种近似.?
2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.?
3、知道观察到明显衍射的条件
(二)能力目标
了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.
(三)情感目标
1、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;
2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;
3、在学习中也要有好品质、好作风.
教学建议
有关光的衍射的教学建议
应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.
课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.
讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.
除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2, 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米 ,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等, 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成
单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.
教学设计示例
(-)引入新课
一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.
(二)教学过程
所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
演示:
篇2:光的衍射教案
教学目标?
(一)知识目标
1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似.?
2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.?
3、知道观察到明显衍射的条件
(二)能力目标
了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.
(三)情感目标
1、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;
2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;
3、在学习中也要有好品质、好作风.
?
教学建议
有关光的衍射的教学建议
应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.
课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.
讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.
除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2, 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米 ,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等, 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.
在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了,事与愿违,菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战,用实验验证了这个理论结论, 实验却成了波动理论极其精彩的实证,菲涅尔为此获得了科学奖金(18).这个科学小故事告诉我们,在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者,必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度.今天的学习,在掌握知识的同时,也应培养自己这方面的好品 质、好作风.
?
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成
单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.
?
教学设计示例
(-)引入新课
一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.
(二)教学过程?
所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
篇3:光的衍射教案
教学目的:1、通过对肥皂液薄膜干涉的分析和实验使学生理解薄膜干涉的原理。并对光的干涉现象加深认识。
2、通过举例使学生了解薄膜干涉在科学技术中的一些应用
3、从光的衍射实验中使学生对光的波动性有进一步认识和理解。
重点内容:1、薄膜干涉的原理及实验
2、光的衍射条件
3、光的衍射图样
教学过程:
复习
例题:用某种单色光做双缝干涉实验,若两狭缝间相距0.1毫米,缝与光屏的距离是2米,已知屏上相邻两条暗纹之间的距离是1.3厘米,求这种色光的频率?(4.62×1014赫兹)
讲授新课
引言:前节我们学习了光的干涉现象,在实验中由双缝发出的光波是同一光源产生的,因此它们是相干光波,从而得到了干涉现象。本节我们还要介绍薄膜产生相干光波而发生干涉的情况-----薄膜干涉。
1、薄膜干涉
(1)肥皂液薄膜干涉实验
A、介绍实验做法。强调肥皂薄膜必须竖直立放,并把液膜当成镜面从前面看火焰的反射后的虚像。
B、由学生两人一组做实验,注意观察火焰反射虚像中近似水平的明暗相间的条纹。
(2)分析明暗相间条纹的来源。
……虚线代表前表面反射
——实线代表后表面反射
介绍竖直放置的肥皂液薄膜由于重力作用而形成楔形薄膜。
强调指出
图中所画的波都是反射波,是从楔形薄膜前表面和后表面分别反射的两列波叠加,这两列波是同一光源发出的,所以是相干波,由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同,所以干涉后能产生水平的明暗条纹。
(3)若用白光照射,则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强,而另一些波长的光反射后弱,这样薄膜的像上就出现彩色条纹。在水面的油膜上常常看到彩色花纹就是由于油膜的各部分的厚度不均匀,从油膜的上表面和下表面分别反射的光发生干涉而形成的。
2、光的干涉在技术上的应用。
介绍干涉法检查镜面
介绍牛顿环构造
讲解镜片增透膜。
3、光的衍射。
引言:光的干涉现象证明了光具有波动性,为了进一步了解光的波动特性,我们下面将介绍光的衍射现象。
篇4:光的衍射教案
(一)知识目标
1、知道“几何光学“中所说的光沿直线传播是一种近似.?
2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.?
3、知道观察到明显衍射的条件
(二)能力目标
了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.
(三)情感目标
1、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;
2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;
3、在学习中也要有好品质、好作风.
教学建议
篇5:光的衍射教案
应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.
课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.
讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.
除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2, 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米 ,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等, 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成
单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.
教学设计示例
(-)引入新课
一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.
(二)教学过程
所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
演示:
篇6:光的衍射教案
应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.
课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.
讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.
除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2, 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米 ,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等, 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.
在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了,事与愿违,菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战,用实验验证了这个理论结论, 实验却成了波动理论极其精彩的实证,菲涅尔为此获得了科学奖金(18).这个科学小故事告诉我们,在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者,必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度.今天的学习,在掌握知识的同时,也应培养自己这方面的好品 质、好作风.
?
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成
单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.
?
教学设计示例
(-)引入新课
一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.
(二)教学过程?
所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
篇7:高中物理光的衍射教案
光的衍射教学设计
在中学物理教学中,将所学知识应用到实际生活中去,有利于帮助学生加深对物理知识的理解,有利于培养学生解决实际问题的能力,有利于提高学生进一步学习物理知识的兴趣。笔者在“光的衍射”一节教学中进行了尝试,收到了良好的教学效果。
一、教学设计
现行人教版高中《物理》教材中,对“光的衍射”一节的处理是基于单缝衍射和圆孔衍射两个实验,而且以此说明光发生明显衍射的条件和现象。在教学过程中,通过在教材中两个实验的基础上进行延伸、拓展,引导学生对比分析发现:光通过不同形状的障碍物发生衍射时,其衍射图样不一样。再进一步演示和观察光通过正三角形孔、正方形孔、正多边形孔的衍射现象加以验证,并介绍光的衍射在现代技术上的应用,如X射线通过晶体发生晶格衍射。反过来,用对应的衍射图样来推测晶体的微观结构。让学生分析为什么光学显微镜放大倍数受到限制,以及对光在介质中沿直线传播规律进一步再认识,使学生对光的衍射现象的认识得到升华。
二、实验器材及操作
光源选用激光笔,缝和孔的具体制作过程简述如下:
用刀片、缝衣针等工具在不透光的塑料卡片(如电话卡)上,分别刻制出不同宽度的缝和不同大小、不同形状的孔。如图1所示卡片上制作宽度约为2 mm的缝a和宽度约为0.5 mm的缝b;如图2所示卡片上制作直径约为2 mm的圆孔c和直径约为1 mm的圆孔d;如图3所示卡片上制作线度都约为1 mm的正三角形孔e、正方形体正多边形孔g。
演示时,把有孔或缝的卡片固定在支架上作为挡板,在相距1 m左右的位置,把激光笔光源照射到缝或孔上,在光屏(可以把白色墙壁作为光屏)上可看到相应的衍射现象,实验装置如图4所示。
三、教学过程
1.提出问题
师问:衍射是波所特有的现象,既然光也是一种波,为什么在日常生活中没有观察到光的衍射现象?
学生讨论。
2.分析问题
师问:衍射是波绕过障碍物传播的现象。波要发生明显的衍射现象(也即人们肉眼能直接观察到波的衍射现象)必须满足什么条件?
生答:波要发生明显衍射,必须满足一定的条件:只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多,或者比光的波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
师问:怎样才能观察到光的衍射现象呢?
生答:光的波长很短,而可见光的波长实际上只有十分之几微米,一般物体的尺寸都比它大得多,因此,很难看到光的衍射现象。但是若障碍物或缝的尺寸很小,与光波波长差不多时,就应该观察到明显的衍射现象。
3.实验验证
实验一:如图4所示装置,把激光笔发出的激光分别照在单缝b、d上,观察屏上的图样。
现象及分析:当激光照在宽缝a上时,光沿着直线方向通过缝,在屏上产生一条跟缝的宽度相当的亮线;当激光照在窄缝b上时,光通过缝后就明显地偏离了直线传播方向照到了屏上相当宽的地方,并且出现了明暗相间的条纹,如图5所示,这就是光的衍射现象。
实验二:在上述实验中,把挡板换成图2所示卡片,把激光笔发出的激光分别照在圆孔c、d上,观察屏上的图样。
现象和分析:当激光照在直径较大的孔C上时,在屏上得到一个圆形亮斑,圆的大小跟按光沿直线传播规律作图得到的一样。当激光照在直径较小的孔d上时,屏上得到一些明暗相间的圆环,这些圆环达到的范围远远超过了光沿直线传播所对应照明的区域,如图6所示。
小结:上述两个实验说明:当缝或孔较大(比光波波长大得多)时,衍射现象不明显(肉眼很难直接观察到);当缝或孔很小(与光波波长接近或比光波波长更小)时,衍射现象十分明显。
4.知识延伸
师问:同学们,试比较上面单缝衍射和圆孔衍射图样,有那些相同点,又有哪些不同点?
生答:相同点都是明暗相间的条纹。不同点是圆孔衍射条纹为圆环形状,而单缝衍射条纹是直线形状。
师问:通过比较,说明衍射图样的形状与什么有关?
篇8:高中物理光的衍射教案
教学目标:
(一)知识与技能
1、通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识。
2、通过学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律。
(二)过程与方法
1、通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想。
2、在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力。
(三)情感态度与价值观
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究精神。
教学重点:
单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。
教学难点:
衍射条纹成因的初步说明。
教学方法:
1、通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想。
2、通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现。
3、通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解。
教学用具:
频率可调的振源、发波水槽及相应配件、水波衍射图样示意挂图、光的干涉衍射演示仪、激光干涉衍射演示仪(及相关的配件)、单丝白炽灯、红灯、蓝色灯,自制的单缝衍射片、光波圆孔衍射管、游标卡尺、激光发生器、小圆屏。
教学过程:
(一)引入新课
光的干涉现象反映了光的波动性,而波动性的另一特征是波的衍射现象,光是否具有衍射现象呢?
提出问题:什么是波的衍射现象?
演示水波的衍射现象,让学生回答并描述衍射现象的特征,唤起学生对机械波衍射的回忆,然后再举声波的衍射例子。指出一切波都能发生衍射,通过衍射把能量传到阴影区域,能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多。
水波、声波都会发生衍射现象,那么光是否也会产生衍射现象?若会产生,那么衍射图样可能是什么样呢?
(二)新课教学
1、单缝衍射实验
(1)教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射,或用激光源来做单缝衍射实验。实验过程中展示缝较宽时:光沿着直线传播,阴影区和亮区边界清晰;减小缝宽,在缝较狭时:阴影区和亮区的边界变得模糊;继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区,屏幕上出现明暗相间的衍射条纹。
(2)分析:展示衍射现象实验示意图,当光传播到狭缝时,可把狭缝S看成许许多多个点光源,这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况.
(3)特征:(单色光的衍射图样)
①中央亮纹宽而亮.
②两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.
篇9:高中物理光的衍射教案
一、教材分析
《光的颜色 色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容,主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。
二、教学目标
1、知识目标
(1)通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识.
(2)通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律.
2、能力目标
(1)通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想.
(2)在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力.
3、情感、态度和价值观目标:
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.
三、教学重点难点
1、教学重点
单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.
2、教学难点
衍射条纹成因的初步说明.
四、学情分析(根据个人情况写)
五、教学方法
1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想.
2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.
3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解.
六、教学用具
JGQ型氦氖激光器25台,衍射单缝(可调缝宽度),光屏、光栅衍射小圆孔板,两支铅笔(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行).
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
复习水波的衍射
[投影水波衍射图片(试验修订本第二册P14图10—26,10—27)]
[师]请大家看这几幅图片,回忆一下相关内容,回答下面两个问题:
1.什么是波的衍射?
2.图10—27中哪一幅衍射现象最明显?说明原因.
[生1](议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10—27中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小.
[师]前一个问题回答得很好,后一个问题有没有同学还有其他看法?
[生2]我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比.
[师]很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
[生总结]障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.
(二)情景导入、展示目标
光的衍射实验
[师]通过上一节课光的干涉的学习,我们知道光是具有波动性的,光既然是一种波,那么在传播过程中也应该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?
(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)
[师]根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?
[生]可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大,所以不易观察到光的衍射现象.
[师]很有道理,大家来想想办法解决这一问题.
(三)合作探究、精讲点拨
(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)
[实验观察]
安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
[师]请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.
(学生回答基本上有两类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
[师]大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.
[教师演示]
在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝,用氦氖激光器照射单缝,在缝后适当距离处放一光屏,如右图20—19所示.
EMBED MSPhotoEd.3
调节单缝宽度演示,得出下列结果.
缝宽 较宽 较窄 很窄 极窄 关闭 屏上现象 一条较宽亮线 一条较窄亮线 亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹 明暗条纹清晰、细小 条纹消失 [师]请大家将我们的实验结果与课本图20—8的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.
篇10:高三物理《光的衍射》教案
高三物理《光的衍射》教案
13.5 光的衍射
【教学目标】
(一)知识与技能
1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识。
2.通过学习知道“光沿直线传播”是一种近似规律。
(二)过程与方法
1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想。
2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力。
(三)情感、态度与价值观
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德。
【教学重点】
单缝衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。
【教学难点】
衍射条纹成因的初步说明。
【教学方法】
1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想。
2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现。
3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解。
【教学用具】
JGQ型氦氖激光器25台,衍射单缝(可调缝宽度),光屏、光栅衍射小圆孔板,两支铅笔(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行)
【教学过程】
(一)引入新课
复习水波的衍射
[投影水波衍射图片(如图1、图2所示)]
图1
图2
师:请大家看这几幅图片,回忆一下相关内容,回答下面两个问题:
1.什么是波的衍射?
2.图2中哪一幅衍射现象最明显?说明原因。
生1:(议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图2中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小。
师:前一个问题回答得很好,后一个问题有没有同学还有其他看法?
生2:我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比。
师:很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
学生一起总结:障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
师:光也是一种波,也能够发生衍射。这节课我们来认识光的衍射。
(二)进行新课
1.光的衍射
师:通过前面对光的干涉的学习,我们知道光是具有波动性的,光既然是一种波,那么在传播过程中也应该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?
(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)
师:根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?
生:可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大,所以不易观察到光的衍射现象.
师:很有道理,大家来想想办法解决这一问题.
(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)
[实验观察]
安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
师:请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.
(学生回答基本上有两类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
师:大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.
[教师演示]
在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝,用氦氖激光器照射单缝,在缝后适当距离处放一光屏,如图所示.
调节单缝宽度演示,得出下列结果.
缝宽 较宽 较窄 很窄 极窄 关闭
屏上现象 一条较宽亮线 一条较窄亮线 亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹 明暗条纹清晰、细小 条纹消失
师:请大家将我们的实验结果与课本插图的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.
生:当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时,光偏离了直线传播方向,发生了明显的衍射.
(点评:通过实验探究,获取必要的感性认识。为以后从理论上认识光的衍射奠定基础。)
师:大家通过实验观察到,光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去,这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实,不仅单缝,还有圆孔,多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样,光发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸可以跟光的.波长相比,甚至比光的波长还小.
师:下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.
(教师演示,将单缝分别换成圆孔和光栅,可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
师:同学们已经注意到,在衍射现象中,常有一些亮线和暗线,据此大家来猜猜原因.
生:在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹,我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.
师:猜想有道理.其实在光的衍射现象中,来自单缝或圆孔上不同位置的光,到光屏处的路程差满足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹,这确实跟光的干涉原理是相似的,大家再考虑一下,如果用白光做衍射实验,条纹会怎样呢?
生:条纹应该是彩色的,因为不同色光波长不同,在叠加时形成条纹位置也不一样,叠合时形成彩色.
师:回答得非常好,大家明白了吗?
生:明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
师:光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。在障碍物的尺寸比波长大得多的情况下,光的传播是沿直线,当障碍物的尺寸可以与光的波长相比拟时,光的衍射现象就十分显著,这时就不能说光沿直线传播了。
师:在光的衍射现象中,历史上有过一个“泊松亮斑”的故事,请大家来阅读课本66页“科学足迹”栏目中的短文――泊松亮斑.
师:大家想不想看看这个亮斑?
生:想.
(教师演示,用被磁化的钢针吸一粒钢珠,悬起,使激光束与钢珠球心在同一直线上,如图所示,就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)
师:著名数学家泊松根据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应该是一个亮斑,想借此驳倒菲涅耳的波动理论,菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战,通过多次实验,发现圆板中心确有一个亮斑。这样“泊松亮斑”实验就成了光的波动理论的精彩验证。大家从这个故事得到什么启发。
生1:验对物理研究有重要作用。
生2:到别人的质疑,要冷静面对,不要轻易放弃自己的立场或观点。
生3:学要坚持真理,实事求是。
(学生的回答很全面,教师要及时肯定鼓励)
2.衍射光栅
师:指导学生阅读教材有关内容。了解衍射光栅的制作原理。
(三)课堂总结、点评
本节课我们通过复习,回顾了机械波的衍射及产生明显衍射的条件。我们还观察到了光波的衍射现象。进一步认识光的波动性,光的直线传播只是一种特殊情况。
下面我们通过课件,再来回顾一下光的衍射现象。
[课件演示]《光的衍射》。(再次回顾光的衍射现象,增强感性认识,达到巩固所学知识的目的。)
(四)课余作业
完成P68“问题与练习”的题目。
课后阅读67页“科学漫步”――X射线衍射与双螺旋。
附:课后训练
1.点光源照射一个障碍物,在屏幕上所成的阴影的边缘是模糊的,这种现象是光的 ( )
A.反射现象 B.折射现象 C.干涉现象 D.衍射现象
答案:D
2.下列情况中能产生明显衍射现象的是 ( )
A.光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多
B.光的波长与孔或障碍物的尺寸相仿
C.光的波长等于孔或障碍物的尺寸
D.光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多
答案:ABC
3.下列关于单缝衍射图样的说法中正确的是 ( )
A.它和双缝干涉图样完全相同
B.亮条纹的亮度都相同,而宽度不同
C.中央亮条纹的亮度和宽度最大
D.亮条纹的宽度相同,而亮度不同
答案:C
4.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中,下列说法正确的是 ( )
A.缝越窄,衍射现象越显著
B.缝越宽,衍射现象越显著
C.照射光的波长越长,衍射现象越显著
D.照射光的频率越高,衍射现象越显著
解析:要观察到明显的衍射现象,必须孔或障碍物的尺寸足够小,可以和光的波长相比.由于光的波长极短,所以要求孔或缝的尺寸要非常小,光的波长越长,相当于缝越窄,而频率越高,波长越小,故AC正确.
答案:AC
5.在做杨氏双缝干涉实验时,将其中的一条狭缝挡住,在屏上仍能观察到明暗相间的条纹,此条纹 ( )
A.仍是原来的干涉条纹,只是亮度减弱了
B.仍是干涉条纹,只是条纹宽度变窄了
C.是衍射条纹
D.无法确定是干涉条纹还是衍射条纹
答案:C
6.下列哪些现象是光的衍射产生的 ( )
A.泊松亮斑
B.阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑
C.阳光经凸透镜后形成的亮斑
D.平行光照在一个较大障碍物上后,影的轮廓模糊不清
答案:AD
7.在下图中,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样.其中A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。
A B
解析:只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相仿时,才能发生明显的衍射现象,图A是光的衍射图样.由于光波波长很短,约在10-7 m数量级以上,所以图A对应的圆孔的孔径比图B对应的圆孔的孔径小.图B的形成可以用光的直进解释.
答案:衍射 小于
8.在固定于光具座上的点燃的蜡烛和光屏之间,放置一个不透明的板,板上开一个直径可调的小孔,让圆孔直径从1 cm左右开始逐渐调小至封闭,在这一过程中在屏上将依次出现的图样正确的是 ( )
A.蜡烛倒立的像,明亮的圆斑,明暗相间的圆环
B.蜡烛倒立的像,明暗相间的圆环,明亮光斑
C.明亮圆斑,蜡烛倒立的像,明暗相间的圆环
D.明亮圆斑,明暗相间的圆环,蜡烛倒立的像
答案C
篇11:高中物理光的衍射教案
三维目标
(一)知识与技能
1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似.?
2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.?
3、知道观察到明显衍射的条件
(二)过程与方法
了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.
(三)情感态度价值观
1、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;
2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;
3、在学习中也要有好品质、好作风.
?教学重点、难点
通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性.?
2.光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加.?
3.正确认识光发生明显衍射的条件.?
4.培养学生动手实验能力,教育学生重视实验,重视实践.?
教具?
?1.演示水波衍射现象.?
频率可调的振源,发波水槽及相应配件,水波衍射图样示意挂图.?
2.演示光的单缝、圆孔衍射现象.?
光的干涉、衍射演示仪,激光干涉、衍射演示仪(及相关的配件),单丝白炽灯、红灯、蓝色灯,自制的单缝衍射片,光波圆孔衍射管,游标卡尺.?
3.演示泊松亮斑,激光发生器,小圆屏.
教学方法:探究法?
?教学设计示例
(-)引入新课
提出问题:什么是波的衍射现象
演示水波的衍射现象,让学生回答并描述衍射现象的特征,唤起学生对机械波衍射的回忆,然后再举声波的衍射例子.指出一切波都能发生衍射,通过衍射把能量传到阴影区域,能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多.?
水波、声波都会发生衍射现象,那么光是否也会产生衍射现象?若会产生,那么衍射图样可能是什么样呢
(二)教学过程
(一)、所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
演示:
下面我们用实验进行观察.
取一个不透光的屏,在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝,用平行的单色光照射,在缝后适当距离处放一个像屏(如图).
我们看到,当缝比较宽时,在像屏上是一条几乎与缝一样宽的亮线,除了这一条光线外,像屏上出现了阴影.这时光可视为是沿直线传播的.接着逐渐缩小缝的宽度,当缝调到很窄(缝宽与光波的波长相当时)在像屏的原阴影区内观察到了明暗相间的条纹.
这实验表明光在其前进的途中遇上大小相当于光的波长的障碍物或孔时,偏离了直线传播方向,即光产生了衍射现象.上述衍射现象是通过单缝形成的,我们称之为光的单缝衍射.
单色光的干涉与衍射都出现明暗相间的条纹,但图案不同.干涉条纹是等间隔的,衍射条纹间隔不等.白光照射单缝时,可以在像屏上得到彩色条纹,它与双缝干涉的彩色条纹也不同,中央一级是又亮又宽的白色条纹,两边是较窄较暗的彩色条纹.
用点光源来照射有较大圆孔AB的屏,在像屏 MN上出现一个光亮的圆,
这说明光是沿直线传播的.逐渐缩小孔的直径,可以看到屏上的亮圆也逐渐减小.但是,圆孔缩到很小时,在像屏MN上原阴影区就形成一些明暗相间的圆环,这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围,这就是光通过小孔产生的衍射现象.
光的衍射现象进一步证明了光具有波动性,对确定光的波动说的正确性起了重要作用.
关于这个问题,历史上曾有过一段趣事.18,当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时,著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出:把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中,在距这个圆盘一定距离的像屏上,圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑.人们从未看过和听说过这种现象,因而认为这是荒谬的,所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论,菲涅耳接受了这一挑战,精心研究,“奇迹”终于出现了,实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.
光沿直线传播只是一个近似的规律:当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时,可认为光是沿直线传播的,当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象
提问:当光通过小孔或者狭缝时,在后面的光屏上会得到什么样的图案?
学生回答的基础上老师总结.
当缝很大时——直线传播(得到影)
当缝减小时——逐渐会出现小孔成像的现象
继续减小缝的大小——会出现光的衍射现象.
?(二)光的单缝衍射?
(1)单缝衍射实验.?
教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射,或用激光源来做单缝衍射实验.实验过程中展示缝较宽时:光沿着直线传播,阴影区和亮区边界清晰;减小缝宽,在缝较狭时:阴影区和亮区的边界变得模糊;继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区,屏幕上出现明暗相间的衍射条纹.?
(2)简单分析衍射的形成.?
展示衍射现象实验示意图,当光传播到狭缝时,可把狭缝S看成许许多多个点光源,这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况.?
(3)单缝衍射条纹的特征.(单色光的衍射图样)?
①中央亮纹宽而亮.?
②两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.?
(4)学生动手观察单缝衍射.?
教师分发单缝衍射观察片,每片观察片刻有二条宽度不同的单缝.让学生通过单缝分别观察设在教室前、后的红色灯、蓝色灯的衍射现象;让学生仔细观察:①同一缝红色衍射条纹与蓝色衍射条纹是否有区别?②同一种色光,单缝宽度不同衍射条纹是否有区别
然后让学生通过单缝观察白炽灯的衍射图样.?
引导学生分析归纳最后总结规律:?
篇12:高中物理光的衍射教案
【教学目标】
(一)知识与技能
1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识。
2.通过学习知道“光沿直线传播”是一种近似规律。
(二)过程与方法
1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想。
2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力。
(三)情感、态度与价值观
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德。
【教学重点】
单缝衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。
【教学难点】
衍射条纹成因的初步说明。
【教学方法】
1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想。
2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现。
3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解。
【教学用具】
JGQ型氦氖激光器25台,衍射单缝(可调缝宽度),光屏、光栅衍射小圆孔板,两支铅笔(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行)
【教学过程】
(一)引入新课
复习水波的衍射
[投影水波衍射图片(如图1、图2所示)]
图1
图2
师:请大家看这几幅图片,回忆一下相关内容,回答下面两个问题:
1.什么是波的衍射?
2.图2中哪一幅衍射现象最明显?说明原因。
生1:(议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图2中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小。
师:前一个问题回答得很好,后一个问题有没有同学还有其他看法?
生2:我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比。
师:很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
学生一起总结:障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
师:光也是一种波,也能够发生衍射。这节课我们来认识光的衍射。
(二)进行新课
1.光的衍射
师:通过前面对光的干涉的学习,我们知道光是具有波动性的,光既然是一种波,那么在传播过程中也应该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?
(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)
师:根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?
生:可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大,所以不易观察到光的衍射现象.
师:很有道理,大家来想想办法解决这一问题.
(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)
[实验观察]
安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
师:请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.
(学生回答基本上有两类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
师:大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.
[教师演示]
在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝,用氦氖激光器照射单缝,在缝后适当距离处放一光屏,如图所示.
EMBED MSPhotoEd.3
调节单缝宽度演示,得出下列结果.
缝宽 较宽 较窄 很窄 极窄 关闭 屏上现象 一条较宽亮线 一条较窄亮线 亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹 明暗条纹清晰、细小 条纹消失 师:请大家将我们的实验结果与课本插图的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.
生:当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时,光偏离了直线传播方向,发生了明显的衍射.
(点评:通过实验探究,获取必要的感性认识。为以后从理论上认识光的衍射奠定基础。)
师:大家通过实验观察到,光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去,这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实,不仅单缝,还有圆孔,多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样,光发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还小.
师:下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.
(教师演示,将单缝分别换成圆孔和光栅,可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
师:同学们已经注意到,在衍射现象中,常有一些亮线和暗线,据此大家来猜猜原因.
生:在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹,我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.
师:猜想有道理.其实在光的衍射现象中,来自单缝或圆孔上不同位置的光,到光屏处的路程差满足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹,这确实跟光的干涉原理是相似的,大家再考虑一下,如果用白光做衍射实验,条纹会怎样呢?
生:条纹应该是彩色的,因为不同色光波长不同,在叠加时形成条纹位置也不一样,叠合时形成彩色.
师:回答得非常好,大家明白了吗?
生:明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
师:光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。在障碍物的尺寸比波长大得多的情况下,光的传播是沿直线,当障碍物的尺寸可以与光的波长相比拟时,光的衍射现象就十分显著,这时就不能说光沿直线传播了。
师:在光的衍射现象中,历史上有过一个“泊松亮斑”的故事,请大家来阅读课本66页“科学足迹”栏目中的短文――泊松亮斑.
师:大家想不想看看这个亮斑?
生:想.
(教师演示,用被磁化的钢针吸一粒钢珠,悬起,使激光束与钢珠球心在同一直线上,如图所示,就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)
EMBED MSPhotoEd.3
篇13:高中物理光的衍射教案
教学要求:
1、知道光的衍射现象
2.知道产生光的衍射现象的条件:障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿时,才能观察到明显的衍射现象.
3.知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似.
重点和难点:产生光的衍射现象的条件
课时:1课时
基本教学过程
光的干涉现象反映了光的波动性,而波动性的另一特征是波的衍射现象,光是否具有衍射现象呢?如果有衍射现象,为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢?
水波、声波都会发生衍射现象,它们发生衍射的现象特征是什么?
一切波都能发生衍射,通过衍射把能量传到阴影区域,能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多.(播放视频)
一、光的衍射
1、光的衍射:光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。
2、明显衍射的条件:障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
3、物理意义:光的衍射现象证明光是一种波。
二、单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮.
2、两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.
单缝衍射规律:
1、波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,各条纹间距大.
2、单缝不变时,光波波长大的(红光)中央亮纹越宽,条纹间隔越大.
3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,内侧为紫色.
泊松亮斑:
不只是狭缝和圆孔,各种不同形状的物体都能使光发生衍射,以至使影的轮廓模糊不清,其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果.历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑.
三、衍射光栅
衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。
干涉条纹与衍射条纹的区别:
干涉:等距的明暗相间的条纹,亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
篇14:光的衍射物理教案
光的衍射物理教案
教学目标
(一)知识目标 1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似. 2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象. 3、知道观察到明显衍射的条件
(二)能力目标 了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.
(三)情感目标 1、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; 2、必须有自信心和踏实勤奋的态度; 3、在学习中也要有好品质、好作风.
教学建议
有关光的衍射的教学建议
应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件. 讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄. 除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2, 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米 ,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等, 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解. 在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了,事与愿违,菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战,用实验验证了这个理论结论, 实验却成了波动理论极其精彩的实证,菲涅尔为此获得了科学奖金(18).这个科学小故事告诉我们,在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者,必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度.今天的学习,在掌握知识的同时,也应培养自己这方面的好品 质、好作风.
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验,可以将演示和学生实验同时在一节课内完成 单缝衍射仍用激光演示仪.演示时可以再将双缝干涉演示一下,让学生从中对比干涉条纹等间距,衍射条纹中间宽、两边窄,然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹.实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化.本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行,眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹.
教学设计示例
(-)引入新课 一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象,说明光具有波动性.衍射现象也是波的主要特征之一,如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象,那么也就能更充分地说明光具有波动性.
(二)教学过程
所谓光的衍射现象,是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时,光绕到障碍物阴影里去的现象.
演示:
下面我们用实验进行观察.
取一个不透光的屏,在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝,用平行的单色光照射,在缝后适当距离处放一个像屏(如图).
我们看到,当缝比较宽时,在像屏上是一条几乎与缝一样宽的亮线,除了这一条光线外,像屏上出现了阴影.这时光可视为是沿直线传播的.接着逐渐缩小缝的宽度,当缝调到很窄(缝宽与光波的波长相当时)在像屏的原阴影区内观察到了明暗相间的条纹.
这实验表明光在其前进的途中遇上大小相当于光的波长的障碍物或孔时,偏离了直线传播方向,即光产生了衍射现象.上述衍射现象是通过单缝形成的,我们称之为光的'单缝衍射.
单色光的干涉与衍射都出现明暗相间的条纹,但图案不同.干涉条纹是等间隔的,衍射条纹间隔不等.白光照射单缝时,可以在像屏上得到彩色条纹,它与双缝干涉的彩色条纹也不同,中央一级是又亮又宽的白色条纹,两边是较窄较暗的彩色条纹.
用点光源来照射有较大圆孔AB的屏,在像屏 MN上出现一个光亮的圆,
这说明光是沿直线传播的.逐渐缩小孔的直径,可以看到屏上的亮圆也逐渐减小.但是,圆孔缩到很小时,在像屏MN上原阴影区就形成一些明暗相间的圆环,这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围,这就是光通过小孔产生的衍射现象.
光的衍射现象进一步证明了光具有波动性,对确定光的波动说的正确性起了重要作用.
关于这个问题,历史上曾有过一段趣事.18,当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时,著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出:把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中,在距这个圆盘一定距离的像屏上,圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑.人们从未看过和听说过这种现象,因而认为这是荒谬的,所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论,菲涅耳接受了这一挑战,精心研究,“奇迹”终于出现了,实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.
光沿直线传播只是一个近似的规律:当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时,可认为光是沿直线传播的,当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象
提问:当光通过小孔或者狭缝时,在后面的光屏上会得到什么样的图案?
学生回答的基础上老师总结.
当缝很大时——直线传播(得到影)
当缝减小时——逐渐会出现小孔成像的现象
继续减小缝的大小——会出现光的衍射现象.
探究活动
1、用游标卡尺观察光的衍射现象.
2、考察光的衍射现象在人们的日常生活中的体现.
篇15:高二物理光的衍射教案
高二物理光的衍射教案
一、教材分析
《光的颜色 色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容,主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。
二、教学目标
1、知识目标
(1)通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识.
(2)通常学习知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似规律.
2、能力目标
(1)通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想.
(2)在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力.
3、情感、态度和价值观目标:
通过泊松亮斑等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.
三、教学重点难点
1、教学重点
单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.
2、教学难点
衍射条纹成因的初步说明.
四、学情分析(根据个人情况写)
五、教学方法
1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想.
2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.
3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的`了解.
六、教学用具
JGQ型氦氖激光器25台,衍射单缝(可调缝宽度),光屏、光栅衍射小圆孔板,两支铅笔(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行).
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
复习水波的衍射
[投影水波衍射图片(试验修订本第二册P14图1026,1027)]
[师]请大家看这几幅图片,回忆一下相关内容,回答下面两个问题:
1.什么是波的衍射?
2.图1027中哪一幅衍射现象最明显?说明原因.
[生1](议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图1027中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小.
[师]前一个问题回答得很好,后一个问题有没有同学还有其他看法?
[生2]我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比.
[师]很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
[生总结]障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.
(二)情景导入、展示目标
光的衍射实验
[师]通过上一节课光的干涉的学习,我们知道光是具有波动性的,光既然是一种波,那么在传播过程中也应该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?
(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)
[师]根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?
[生]可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大,所以不易观察到光的衍射现象.
[师]很有道理,大家来想想办法解决这一问题.
(三)合作探究、精讲点拨
(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)
[实验观察]
安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
[师]请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.
(学生回答基本上有两类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
[师]大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.
[教师演示]
在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝,用氦氖激光器照射单缝,在缝后适当距离处放一光屏,如右图所示.
调节单缝宽度演示,得出下列结果.
缝宽 较宽 较窄 很窄 极窄 关闭
屏上现象 一条较宽亮线 一条较窄亮线 亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹 明暗条纹清晰、细小 条纹消失
[师]请大家将我们的实验结果与课本图208的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.
[生]当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时,光偏离了直线传播方向,发生了明显的衍射.
光的衍射现象
[师]大家通过实验观察看到,光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去,这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实,不仅单缝,还有圆孔,多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样,光发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还小.
[师]下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.
(教师演示,将单缝分别换成圆孔和光栅,可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
[师]同学们已经注意到,在衍射现象中,常有一些亮线和暗线,据此大家来猜猜原因.
[生]在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹,我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.
[师]猜想有道理.其实在光的衍射现象中,来自单缝或圆孔上不同位置的光,到光屏处的路程差满足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹,这确实跟光的干涉原理是相似的,大家再考虑一下,如果用白光做衍射实验,条纹会怎样呢?
[生]条纹应该是彩色的,因为不同色光波长不同,在叠加时形成条纹位置也不一样,叠合时形成彩色.
[师]回答得非常好,大家明白了吗?
[生]明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
光的衍射现象证明光具有波动性
[师]在光的本性认识的历史上有过一个泊松亮斑的故事,请大家来读一读.(学生阅读课文后的阅读材料)
[师]大家想不想看看这个亮斑?
[生]想.
(教师演示,用被磁化的钢针吸一粒钢珠,悬起,使激光束与钢珠球心在同一直线上,图就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)
[师]著名物理家泊松根据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应该是一个亮斑,想借此驳倒菲涅耳的波动理论,菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战,通过多次实验,发现圆板中心确有一个亮斑.这样泊松亮斑实验就成了光的波动理论的精彩验证.大家从这个故事得到什么启发.
[生1]实验对物理研究有重要作用.
[生2]遇到别人的责疑,要冷静面对,不要轻易放弃自己的立场或观点.
[生3]科学要坚持真理,实事求是.
(学生的回答很全面,教师要及时肯定鼓励)
光的衍射图样
[师]除了前面实验观察到的衍射图样外,课本还为我们提供了一些,请大家认真研究和比较,总结它们各自的特点.
(指导学生阅读课本图以及首页彩图2,并讨论干涉、衍射图样的异同)
[生]单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹,亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢,单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮,两边是对称的明暗相间的条纹,亮条纹强度向两边逐渐减弱且较快,白光单缝衍射条纹中间是白色的,两边是减弱很快的彩色条纹.
[师]总结得很好.
(四)反思总结,当堂检测。
(五)发导学案、布置预习。
1.课本练习二(1)(2)
2.课后用太阳光作光源,想出一些办法观察衍射现象,描述现象并分析.
九、板书设计
光的衍射
1、实验 自制障碍物观察光能发生衍射现象
单缝衍射现象(投影)圆孔衍射
光发生明显衍射的条件(投影)
2、光的衍射现象进一步证明光具有波动性
3、光的衍射图样
双缝干涉图样特点:等间距、明暗相间、强度向两边渐弱
单缝衍射图象特点:中间较宽较亮,向两边对称渐暗
十、教学反思(根据实际情况写)
篇16:高二物理光的衍射现象教案
一、教学目标
1、知识与技能
(1)认识光的衍射现象,使学生对光的波动性有进一步的了解、
(2)了解光产生明显衍射的条件,及衍射图样与波长、缝宽的定性关系、
2、过程与方法
(1)通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力、
(2)通过观察实验培养学生观察、表述物理现象,概括规律特征的能力,学生亲自做实验培养学生动手的实践能力、
3、态度、情感、价值观
(1)通过对泊松亮斑的讲述,使学生认识到任何理论都必须通过实践检验,实验是检验理论是否正确的标准、
二、教学重点与难点分析:
(1)通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性、
(2)光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加、
(3)正确认识光发生明显衍射的条件、
(4)培养学生动手实验能力,教育学生重视实验,重视实践、
三、教学过程
1、常见的衍射现象有那些?小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。
例1、在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到 ( )
A、黑白相间的直条纹 B、黑白相间的弧形条纹
C、彩色的直条纹 D、彩色的弧形条纹
例2、在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹、若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( )
A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失
B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在
C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D、屏上无任何光亮
2、为什么平时很难见到光的衍射现象?(发生衍射现象的条件)因为发生明显衍射现象的条件为:逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。由于光的波长很短,所以生活中很难看到光的衍射现象。
例1、如图4―2所示,A、B两幅图是由单色光分别
入射到圆孔而形成的图案、其中图A是光的_____
(填平行或衍射)图象,由此可判断出图A
所对应的圆孔的孔径_____(填大于或小于)
图B所对应的圆孔的孔径、
3、什么是泊松亮斑?谁提出了泊松亮斑?提出的目的`是什么?谁证实了泊松亮斑 的存在?你从中能体会到什么?著名物理家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出:把一各不透光的小圆盘放在光束中,在小圆盘后方的光屏上,圆盘阴影中央出现一个亮斑。后人称此亮斑为泊松亮斑。泊松指望这一预言能推翻光的波动学说,因此他要求菲涅耳做实验。菲涅耳接受挑战,他完成了实验,证实了这一亮斑的存在。
4、你能解释光学显微镜的放大率为什么会受到限制吗?
(1)人眼最小分辨距离约为0、2mm
(2)由于人视网膜宽度有限,为增加放大率就应物镜及目镜的孔径。当孔径小到一定程度可见光将发生衍射,在这种情况下再增大放大率已不能提高清晰度。所示光学显微镜的放大率受到限制。只能达到上千倍。
(3)为避免上述现象就必须降低光的波长,人眼就无法识别且有害。必须进行光电转换。这就是光电显微镜。
5、你能解释交通灯为什么用红、黄两色作为安全信号吗?为避免云雾小水滴阻挡光的传播(红光波长长易发生衍射)
例1、有些动物在夜间几乎什么都看不到,而猫头鹰在夜间有很好的视力、,(1)其原因是( )
A、不需要光线,也能看到目标
B、自身眼睛发光,照亮搜索目标
C、可对红外线产生视觉
D、可对紫外线产生视觉
篇17:波的衍射教案
【教学目的】
1、知道波的反射和折射现象
2、知道波的衍射现象
3、知道波发生明显衍射现象的条件
4、知道衍射是波特有的现象
【教学重点】
衍射现象、发生明显衍射现象的条件
【教学难点】
发生明显衍射现象条件的理解
【教学方法】
实验归纳法、电教法、讲练法
【教具】
发波水槽、挡板、投影仪
衍射照片挂图
【教学过程】
○、复习&引入
1、学生思考:在空气中波长为3.4m的声波,进入水中,其频率为 Hz,波长为 m(已知声波在空气中的传播速度为340m/s ,在水中的传播速度为1450m/s)
答:100 ;14.5 。
波由一种界质进入另一种界质,除了频率不变外,波长和波速都发生了变化,其传播的方向会不会发生变化?
2、素材展示:“闻其声而不见其人”、水波能绕过水面的芦苇,这些现象说明――波一定是直线传播的吗?
答:波常常能绕过障碍物传播。
今天,我们就来研究波的这些特性。
一、波的反射和折射
素材:对着高山大喊,会出现回声;超声波使用原理…
1、波的反射:波遇到两种界质的分界面时,一部分会返回来继续传播。
波在反射时,遵从反射定律;机械波的反射定律和光的反射定律基本相同。
学生列举波的反射的事例…
过渡:我们刚才已经提到,波遇到界质的分界面,会传播到另一种界质中去,且波速、波长均发生变化。不仅如此,事实还证明,只要不是波的入射方向刚好垂直分界面,其进入另一界质后的传播方向也会发生变化。我们把这种现象称为――
2、波的折射:波从一种界质进入另一种界质时,传播方向会发生改变的现象。
波在发生折射时,遵从折射定律;机械波的折射定律和光的折射定律基本相同……以后在几何光学中再做详细介绍。
(机械波折射的感性事例比较难找。)
根据能量守恒,反射波的能量和折射波的能量之和应等于入射波的能量,所以我们说,入射波的一部分波反射,一部分折射,而且,这两种现象是同时发生的。
二、波的衍射
演示:a、水波绕过挡板继续传播。
b、水波穿过小孔继续传播。
1、波的衍射 :波可以绕过障碍物继续传播的现象。
学生思考:a、如果障碍物是挡板,波绕过大的挡板较容易,还是绕过小的挡板较容易?
b、如果障碍物是小孔,波绕过大孔较容易,还是绕过小孔较容易?
实践是检验真理的唯一标准。我们继续看――
演示:a、水波绕过不同大小的挡板,衍射效果比较。
b、水波绕过不同大小的孔,衍射效果比较。
学生总结结论:不论障碍物是挡板还是小孔,只有它们的线度较小时,衍射现象才会明显。
当然,精确的实验研究并不是我们这样的时间条件和空间条件所能够达到的,科学家们经过了更加高水准的实验之后,得出了――
2、发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
这个结论不仅适用于机械波,也适用于电磁波。
设问:对于这个“条件”的理解,同学们觉得最不好把握的是哪一个表述呢?
学生:“相差不多”
教师对“相差不多”进行归口表述…
这一结论和我们观察到的实验现象是一致的…课件照应。
有了这样的结论,我们还可以做一些定量的照应――见教材P55,正确解释“闻其声而不见其人”的现象……
四、小结
本节我们学习了三部分内容:简单介绍
了波的反射和折射现象、讲了什么是波的衍射、明确了波发生明显衍射现象的条件。
最后还需要指出的是,如果明显衍射的条件不满足,衍射仍然在发生,只是不容易观察和检测到而已。
目前为止,人们还没有发现粒子运动能够绕过障碍物的现象,所以,衍射是波这种运动所具有的特征,我们今后会根据这一点(能否发生衍射)来区分是粒子运动还是波动。这也是我们必须对衍射要有所了解的原因。
五、作业布置
阅读教材;
《优化设计》P47第2、3、4、5题,做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分,即是板书计划。
【教后感】
粗线条设计比较成功。“反射与折射”知识的添加使本堂课的容量恰到好处,也可以弥补后面(讲波的应用时)的知识空洞。
演示实验安排很合理,有条不紊。
唯有一处赶到不“停当”:障碍物尺寸相同时,改变波长的衍射研究没有进行,只是口头上介绍了一番。
篇18:波的衍射教案
【目的】
1、知道波的反射和折射现象
2、知道波的`衍射现象
3、知道波发生明显衍射现象的条
4、知道衍射是波特有的现象
【重点】
衍射现象、发生明显衍射现象的条
【教学难点】
发生明显衍射现象条的理解
【教学方法】
实验归纳法、电教法、讲练法
【教具】
发波水槽、挡板、投影仪
衍射照片挂图
【教学过程】
○、复习&引入
1、学生思考:在空气中波长为3.4m的声波,进入水中,其频率为 Hz,波长为 m(已知声波在空气中的传播速度为340m/s ,在水中的传播速度为1450m/s)
答:100 ;14.5 。
波由一种界质进入另一种界质,除了频率不变外,波长和波速都发生了变化,其传播的方向会不会发生变化?
2、素材展示:“闻其声而不见其人”、水波能绕过水面的芦苇,这些现象说明――波一定是直线传播的吗?
答:波常常能绕过障碍物传播。
今天,我们就研究波的这些特性。
一、波的反射和折射
素材:对着高大喊,会出现回声;超声波使用原理…
1、波的反射:波遇到两种界质的分界面时,一部分会返回继续传播。
波在反射时,遵从反射定律;机械波的反射定律和光的反射定律基本相同。
学生列举波的反射的事例…
过渡:我们刚才已经提到,波遇到界质的分界面,会传播到另一种界质中去,且波速、波长均发生变化。不仅如此,事实还证明,只要不是波的入射方向刚好垂直分界面,其进入另一界质后的传播方向也会发生变化。我们把这种现象称为――
2、波的折射:波从一种界质进入另一种界质时,传播方向会发生改变的现象。
波在发生折射时,遵从折射定律;机械波的折射定律和光的折射定律基本相同……以后在几何光学中再做详细介绍。
(机械波折射的感性事例比较难找。)
根据能量守恒,反射波的能量和折射波的能量之和应等于入射波的能量,所以我们说,入射波的一部分波反射,一部分折射,而且,这两种现象是同时发生的。
二、波的衍射
演示:a、水波绕过挡板继续传播。
b、水波穿过小孔继续传播。
1、波的衍射 :波可以绕过障碍物继续传播的现象。
学生思考:a、如果障碍物是挡板,波绕过大的挡板较容易,还是绕过小的挡板较容易?
b、如果障碍物是小孔,波绕过大孔较容易,还是绕过小孔较容易?
实践是检验真理的唯一标准。我们继续看――
演示:a、水波绕过不同大小的挡板,衍射效果比较。
b、水波绕过不同大小的孔,衍射效果比较。
学生总结结论:不论障碍物是挡板还是小孔,只有它们的线度较小时,衍射现象才会明显。
当然,精确的实验研究并不是我们这样的时间条和空间条所能够达到的,科学家们经过了更加高水准的实验之后,得出了――
2、发生明显衍射现象的条:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
这个结论不仅适用于机械波,也适用于电磁波。
设问:对于这个“条”的理解,同学们觉得最不好把握的是哪一个表述呢?
学生:“相差不多”
教师对“相差不多”进行归口表述…。
这一结论和我们观察到的实验现象是一致的…照应。
有了这样的结论,我们还可以做一些定量的照应――见教材P55,正确解释“闻其声而不见其人”的现象……
四、小结
本节我们学习了三部分内容:简单介绍了波的反射和折射现象、讲了什么是波的衍射、明确了波发生明显衍射现象的条。
最后还需要指出的是,如果明显衍射的条不满足,衍射仍然在发生,只是不容易观察和检测到而已。
目前为止,人们还没有发现粒子运动能够绕过障碍物的现象,所以,衍射是波这种运动所具有的特征,我们今后会根据这一点(能否发生衍射)区分是粒子运动还是波动。这也是我们必须对衍射要有所了解的原因。
五、作业布置
阅读教材;
《优化设计》P47第2、3、4、5题,做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分,即是板书计划。
【教后感】
粗线条设计比较成功。“反射与折射”知识的添加使本堂的容量恰到好处,也可以弥补后面(讲波的应用时)的知识空洞。
演示实验安排很合理,有条不紊。
唯有一处赶到不“停当”:障碍物尺寸相同时,改变波长的衍射研究没有进行,只是口头上介绍了一番。