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習隨之而來。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)希望能給您的學習和教學提供幫助。本文題目：高二物理教案：光的干預(yù)【教學目的】一知識與技能1.通過實驗觀察認識光的干預(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)實驗，體會把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束，得到相干光源的設(shè)計思想。2.通過根據(jù)波動理論分析單色光雙縫干預(yù)，培養(yǎng)學生比較推理，探究知識的才能。三情感、態(tài)度與價值觀通過對光的本性的初步認識，建立辯證唯物主義的世界觀。

2、【教學重點】雙縫干預(yù)圖象的形成實驗及分析?！窘虒W難點】亮紋或暗紋位置確實定?！窘虒W方法】復(fù)習提問，實驗探究，計算機輔助教學【教學用具】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動畫【教學過程】一引入新課復(fù)習機械波的干預(yù)復(fù)習提問，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是兩個振動情況總是一樣的波源，實線表示波峰，虛線表示波谷，a、b、c、d、e中哪些點振動加強?哪些點振動減弱?學生答復(fù)結(jié)果不出所料，大部分同學能答出a、c兩點振動加強，d、e兩點振動減弱，而

3、對于b點那么出現(xiàn)了爭議。一種認為b點是振動加強點，另一種那么認為b點是由加強到減弱的過渡狀態(tài)。師：b點振動加強和減弱由什么來決定呢?只有弄清這一點才能解決兩派同學的爭端。有學生低語，路程差師：好!剛剛這位同學說到了關(guān)鍵，那么就請你來分析一下b點與S1、S2兩點的路程差。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點應(yīng)為振動學生一起答復(fù)：加強點。老師總結(jié)機械波干預(yù)的規(guī)律，突出強調(diào)兩列波的振動情況總是完全一樣。師：光的波動理論認為，光具有波動性。那么假如兩列振動情況總是一樣的光疊加，也應(yīng)該出現(xiàn)振動加強和振動減弱的區(qū)域，并且出現(xiàn)振動加強和振動減弱的區(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。那么有同學看到過這一現(xiàn)象嗎?學生一片沉默，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振動情況總一樣的光源。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：看來兩個看似一樣的日光燈或白熾燈光源并不是振動情況總一樣的光源。投影圖師：1801年，英國物理學家托馬斯楊想出了一個巧妙的方法，把一個點光源分成兩束，從而找到了兩個振動情況總是一樣的光源，成功地觀察到了干預(yù)條紋，為光的波動說提供了有力的證據(jù)，推動了人們對光的本性的認識。下面我們就來重做這一著名的雙縫干預(yù)實驗。二進展新課1.楊氏干預(yù)實驗動手實驗，觀察描繪介紹楊氏實驗裝置如圖師：用氦氖激光器演示雙縫干預(yù)實驗。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：楊氏實驗證明，光確實是一種波。2.亮暗條紋的位置比較推理，探究分析師：通過實驗，我們?nèi)缃裰?，光具有波動性。如今我們是不是可以根?jù)機械波的干預(yù)理論來認真探究一下實驗中的明暗條紋是如何形成的呢?投影圖圖中，P0點距S1、S2間隔 相等，路程差=S1 P0-S2 P0=0應(yīng)出現(xiàn)亮紋，中央明紋演示動畫圖203中S1、S2發(fā)出的正弦波形在P點相遇疊加，P點振動加強如圖鑒于上述動畫的表述角度和效果，老師在此根底上再播放動畫，如以下圖所示振動情

7、況示意圖，使學生進一步明確.不管波處于哪種初態(tài)，P0點的振動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點總是振動加強點，應(yīng)出現(xiàn)亮紋。師：那么其他點情況如何呢?投影圖P1點應(yīng)出現(xiàn)什么樣的條紋?生：亮紋。師：為什么?生：因為路程差為，是半波長的2倍。師：我們可以從圖上動畫看一下，演示以下圖在這里大家看到，屏上P1點的上方還可以找到2=|S1P2-S2P2|=2的P2點，3=|S1P3-S2P3|=3的P3點，n=|S1Pn-S2Pn|=n的Pn點，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點下方，與P1、P2等關(guān)于P0對稱的點也應(yīng)是明條紋。師：好。我們可

8、以總結(jié)為：=2n ，n=0、1、2時，出現(xiàn)明紋。投影以下圖那么S1、S2發(fā)出的光在Q1點疊加又該如何呢?演示動畫我們先來看一下，動畫顯示，在Q1點振動減弱。師：在Q1點是波峰與波峰相遇還是波峰與波谷相遇?兩振動步調(diào)如何?生：是波峰與波谷相遇，振動步調(diào)剛好相反。老師啟發(fā)學生進一步分析這點合振幅情況，以及Q1點與P0、P1的相對位置。師：哪位同學能總結(jié)一下Q1點的特征?生：Q1點位置在P0、P1間，它與兩波源路程差|S1Q1-S2Q1|= 。該點出現(xiàn)暗紋。師：非常好!大家看像Q1這樣的點還有嗎?生：有。全體學生此時已能一起總結(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：哪位同學能用上面的方法寫個通式，歸納一下?生：當=2n+1 ，n=0、1、2時，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。同時介紹一下相干光源，強調(diào)干預(yù)條件。引導(dǎo)學生閱讀教材57頁上方的內(nèi)容，進一步體會，楊氏實驗中的雙縫的作用就是得到一對相干光源。三課堂總結(jié)、點評今天我們學習了光的干預(yù)，知道光確實是一種波。我們還確定了雙縫干預(yù)實驗中，明暗條紋出現(xiàn)的位置：當屏上某點到兩個狹縫的路程差=2n ，n=0、1、2時，出現(xiàn)明紋;當=2n+1 ，n=0、1、2時，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。楊氏實驗中，雙縫的作用就是得到一對相干光源。四課余作業(yè)完成P57問題與練習的題目。附：課后訓練1.用波長為0.4m的光做雙縫干預(yù)實驗，A點到狹縫S1、S2的路程差為1.810-6 m，那么A點是出現(xiàn)明條紋還是暗條紋?答案：暗條紋2.關(guān)于楊氏實驗，以下闡述中正確的選項是 A.實驗證明，光確實是一種波。B.雙縫的作用是獲得兩個振動情況總是一樣的相干光源C.在光屏上間隔 兩個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：BC4.兩個獨立的點光源S1和S2都發(fā)出同頻率的紅色光，照亮一個原是白色的光屏，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：兩個點光源發(fā)出的光雖然同頻率，但振動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計算出單色光在真空中的波長 0，再根據(jù)光進入另一介質(zhì)時頻率不變，由n= = ，求出光在玻璃中的波長 .0=c/f0= m