高二物理教案：光的干涉

1、高二物理教案：光的干預(yù)【】步入高中，相比初中更為緊張的學(xué)習(xí)隨之而來。在此高二物理欄目的小編為您編輯了此文：高二物理教案：光的干預(yù)希望能給您的學(xué)習(xí)和教學(xué)提供幫助。本文題目：高二物理教案：光的干預(yù)【教學(xué)目的】一知識與技能1.通過實(shí)驗(yàn)觀察認(rèn)識光的干預(yù)現(xiàn)象，知道從光的干預(yù)現(xiàn)象說明光是一種波。2.掌握光的雙縫干預(yù)現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋。二過程與方法1.通過楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，體會把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計(jì)思想。2.通過根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干預(yù)，培養(yǎng)學(xué)生比較推理，探究知識的才能。三情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對光的本性的初步認(rèn)識，建立辯證唯物主義的世界觀。

2、【教學(xué)重點(diǎn)】雙縫干預(yù)圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】亮紋或暗紋位置確實(shí)定?！窘虒W(xué)方法】復(fù)習(xí)提問，實(shí)驗(yàn)探究，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)【教學(xué)用具】JGQ型氦氖激光器一臺，雙縫干預(yù)儀，多媒體電腦及投影裝置，多媒體課件相關(guān)靜態(tài)圖片及Flash動(dòng)畫【教學(xué)過程】一引入新課復(fù)習(xí)機(jī)械波的干預(yù)復(fù)習(xí)提問，誘導(dǎo)猜測多媒體投影靜態(tài)圖片師：大家對這幅圖還有印象嗎?生：有，波的干預(yù)示意圖。師：投影問題請大家回憶考慮下面的問題：圖中，S1、S2是兩個(gè)振動(dòng)情況總是一樣的波源，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a、b、c、d、e中哪些點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)?哪些點(diǎn)振動(dòng)減弱?學(xué)生答復(fù)結(jié)果不出所料，大部分同學(xué)能答出a、c兩點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，d、e兩點(diǎn)振動(dòng)減弱，而

3、對于b點(diǎn)那么出現(xiàn)了爭議。一種認(rèn)為b點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，另一種那么認(rèn)為b點(diǎn)是由加強(qiáng)到減弱的過渡狀態(tài)。師：b點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)和減弱由什么來決定呢?只有弄清這一點(diǎn)才能解決兩派同學(xué)的爭端。有學(xué)生低語，路程差師：好!剛剛這位同學(xué)說到了關(guān)鍵，那么就請你來分析一下b點(diǎn)與S1、S2兩點(diǎn)的路程差。生：由圖可以看出OO是S1、S2連線的中垂線，所以b到S1、S2的路程差為零。師：那么b點(diǎn)應(yīng)為振動(dòng)學(xué)生一起答復(fù)：加強(qiáng)點(diǎn)。老師總結(jié)機(jī)械波干預(yù)的規(guī)律，突出強(qiáng)調(diào)兩列波的振動(dòng)情況總是完全一樣。師：光的波動(dòng)理論認(rèn)為，光具有波動(dòng)性。那么假如兩列振動(dòng)情況總是一樣的光疊加，也應(yīng)該出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域，并且出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相

4、間隔的現(xiàn)象。那么這種干預(yù)是一個(gè)什么圖樣呢?大家猜猜。生：應(yīng)是明暗相間的圖樣。師：猜測合理。那么有同學(xué)看到過這一現(xiàn)象嗎?學(xué)生一片沉默，表示沒有人看到過師：看來大家沒有見過。是什么原因呢?生1可能是日常生活中找不到兩個(gè)振動(dòng)情況總一樣的光源。生2可能是我們看見了但不知道是光的干預(yù)現(xiàn)象。師：兩位同學(xué)分析得非常好，也許是沒有干預(yù)的條件，也許是相逢未必曾相識。大家看他們倆誰分析得對呢?生：我覺得生1說的不成立，這樣的光源很多，像我們教室里的日光燈，我覺得它們完全一樣。師：好。我們可以現(xiàn)場來試試。先翻開一盞日光燈，再翻開另一盞對稱位置的日光燈師：請大家認(rèn)真找一找，墻上、地上、天花板上，有沒有出現(xiàn)明暗相間的干

5、預(yù)現(xiàn)象?大家積極尋找，沒有發(fā)現(xiàn)，思維活潑，議論紛紛師：看來兩個(gè)看似一樣的日光燈或白熾燈光源并不是振動(dòng)情況總一樣的光源。投影圖師：1801年，英國物理學(xué)家托馬斯楊想出了一個(gè)巧妙的方法，把一個(gè)點(diǎn)光源分成兩束，從而找到了兩個(gè)振動(dòng)情況總是一樣的光源，成功地觀察到了干預(yù)條紋，為光的波動(dòng)說提供了有力的證據(jù)，推動(dòng)了人們對光的本性的認(rèn)識。下面我們就來重做這一著名的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)。二進(jìn)展新課1.楊氏干預(yù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察描繪介紹楊氏實(shí)驗(yàn)裝置如圖師：用氦氖激光器演示雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)。用激光器發(fā)出的紅色光平行光垂直照射雙縫，將干預(yù)圖樣投影到教室的墻上，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：可以看到，墻壁上出現(xiàn)明暗相間的干預(yù)條紋。師

6、：介紹狹縫S1和S2相距很近，雙縫的作用是將同一束光波分成兩束振動(dòng)情況總是一樣的光束。這樣就得到了頻率一樣的兩列光波，它們在屏上疊加，就會出現(xiàn)明暗相間的條紋。結(jié)論：楊氏實(shí)驗(yàn)證明，光確實(shí)是一種波。2.亮暗條紋的位置比較推理，探究分析師：通過實(shí)驗(yàn)，我們?nèi)缃裰?，光具有波?dòng)性。如今我們是不是可以根據(jù)機(jī)械波的干預(yù)理論來認(rèn)真探究一下實(shí)驗(yàn)中的明暗條紋是如何形成的呢?投影圖圖中，P0點(diǎn)距S1、S2間隔 相等，路程差=S1 P0-S2 P0=0應(yīng)出現(xiàn)亮紋，中央明紋演示動(dòng)畫圖203中S1、S2發(fā)出的正弦波形在P點(diǎn)相遇疊加，P點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)如圖鑒于上述動(dòng)畫的表述角度和效果，老師在此根底上再播放動(dòng)畫，如以下圖所示振動(dòng)情

7、況示意圖，使學(xué)生進(jìn)一步明確.不管波處于哪種初態(tài)，P0點(diǎn)的振動(dòng)總是波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇，振幅A總為A1、A2之和，即P點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，應(yīng)出現(xiàn)亮紋。師：那么其他點(diǎn)情況如何呢?投影圖P1點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)什么樣的條紋?生：亮紋。師：為什么?生：因?yàn)槁烦滩顬?，是半波長的2倍。師：我們可以從圖上動(dòng)畫看一下，演示以下圖在這里大家看到，屏上P1點(diǎn)的上方還可以找到2=|S1P2-S2P2|=2的P2點(diǎn)，3=|S1P3-S2P3|=3的P3點(diǎn)，n=|S1Pn-S2Pn|=n的Pn點(diǎn)，它們對應(yīng)產(chǎn)生第2、3、4條明條紋，還有明條紋的地方嗎?生：在P點(diǎn)下方，與P1、P2等關(guān)于P0對稱的點(diǎn)也應(yīng)是明條紋。師：好。我們可

8、以總結(jié)為：=2n ，n=0、1、2時(shí)，出現(xiàn)明紋。投影以下圖那么S1、S2發(fā)出的光在Q1點(diǎn)疊加又該如何呢?演示動(dòng)畫我們先來看一下，動(dòng)畫顯示，在Q1點(diǎn)振動(dòng)減弱。師：在Q1點(diǎn)是波峰與波峰相遇還是波峰與波谷相遇?兩振動(dòng)步調(diào)如何?生：是波峰與波谷相遇，振動(dòng)步調(diào)剛好相反。老師啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步分析這點(diǎn)合振幅情況，以及Q1點(diǎn)與P0、P1的相對位置。師：哪位同學(xué)能總結(jié)一下Q1點(diǎn)的特征?生：Q1點(diǎn)位置在P0、P1間，它與兩波源路程差|S1Q1-S2Q1|= 。該點(diǎn)出現(xiàn)暗紋。師：非常好!大家看像Q1這樣的點(diǎn)還有嗎?生：有。全體學(xué)生此時(shí)已能一起總結(jié)出Q2、Q3等的位置老師總結(jié)=|S1Q2-S2Q2|= ， 處，在P1P

9、2、P2P3、等明紋之間有第2條暗紋Q2、第3條暗紋Q3師：哪位同學(xué)能用上面的方法寫個(gè)通式，歸納一下?生：當(dāng)=2n+1 ，n=0、1、2時(shí)，出現(xiàn)暗紋。投影以下圖師：綜合前面分析，我們可以畫出上面圖示的雙縫干預(yù)結(jié)果。同時(shí)介紹一下相干光源，強(qiáng)調(diào)干預(yù)條件。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材57頁上方的內(nèi)容，進(jìn)一步體會，楊氏實(shí)驗(yàn)中的雙縫的作用就是得到一對相干光源。三課堂總結(jié)、點(diǎn)評今天我們學(xué)習(xí)了光的干預(yù)，知道光確實(shí)是一種波。我們還確定了雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，明暗條紋出現(xiàn)的位置：當(dāng)屏上某點(diǎn)到兩個(gè)狹縫的路程差=2n ，n=0、1、2時(shí)，出現(xiàn)明紋;當(dāng)=2n+1 ，n=0、1、2時(shí)，出現(xiàn)暗紋。兩列波要產(chǎn)生干預(yù)，它們的頻率必須一樣，且相

10、位差恒定?？梢援a(chǎn)生干預(yù)的光源叫做相干光源。楊氏實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用就是得到一對相干光源。四課余作業(yè)完成P57問題與練習(xí)的題目。附：課后訓(xùn)練1.用波長為0.4m的光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，A點(diǎn)到狹縫S1、S2的路程差為1.810-6 m，那么A點(diǎn)是出現(xiàn)明條紋還是暗條紋?答案：暗條紋2.關(guān)于楊氏實(shí)驗(yàn)，以下闡述中正確的選項(xiàng)是 A.實(shí)驗(yàn)證明，光確實(shí)是一種波。B.雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況總是一樣的相干光源C.在光屏上間隔 兩個(gè)小孔的路程差等于半波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋D.在光屏上間隔 兩個(gè)小孔的路程差等于波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋答案：AB3.對于光波和聲波，正確的說法是A.它們都能在真空中傳播 B.它們都能產(chǎn)

11、生反射和折射C.它們都能產(chǎn)生干預(yù) D.聲波能產(chǎn)生干預(yù)而光波不能答案：BC4.兩個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)光源S1和S2都發(fā)出同頻率的紅色光，照亮一個(gè)原是白色的光屏，那么光屏上呈現(xiàn)的情況是 A.明暗相間的干預(yù)條紋 B.一片紅光C.仍是呈白色的 D.黑色解析：兩個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光雖然同頻率，但振動(dòng)情況并不總是完全一樣，故不能產(chǎn)生干預(yù)，屏上沒有干預(yù)條紋，只有紅光。答案：B5.在真空中，黃光波長為610-7 m，紫光波長為410-7 m。現(xiàn)有一束頻率為51014 Hz的單色光，它在n=1.5的玻璃中的波長是多少?它在玻璃中是什么顏色?解析：先根據(jù) 0=c/f0計(jì)算出單色光在真空中的波長 0，再根據(jù)光進(jìn)入另一介質(zhì)時(shí)頻率不變，由n= = ，求出光在玻璃中的波長 .0=c/f0= m