2022年高三物理 光的干涉教案 新人教版

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1、2022年高三物理 光的干涉教案 新人教版 一、教學目標 1、知識與技能 （1）知道光的干涉現象，并從光的干涉現象說明光是一種波。 （2）能說明干涉條紋是如何形成的。 （3）知道干涉產生的條件，何處出現亮條紋，何處出現暗條紋。 （4）知道條紋寬度與波長的關系。 （5）知道薄膜干涉現象，并了解它的簡單應用。 2、過程與方法 （1）讓學生建立光的干涉的物理模型，并通過對光的干涉現象的觀察和分析，培養(yǎng)學生對實驗結果的分析推理能力與科學探究能力。 （2）經歷探究干涉條紋的寬度與哪些因素有關的過程。學習控制變量法，并通過大膽猜想，感受科學探究過程中部分環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生分析、論證、交流與

2、合作等能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）通過列舉生活中光的干涉現象的例子，使學生領略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展學生對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，體驗探索自然規(guī)律的情趣。 （2）經歷光的干涉探究性實驗，培養(yǎng)學生參與活動的熱情和與他人合作的精神，培養(yǎng)學生將科學服務于人類的意識。 二、教學過程 Ⅰ.引入新課 師：我們在學習《機械波》這一章時，己了解到一切波都能發(fā)生干涉和衍射現象，干涉和衍射是波特有的現象。 我們做過水波的干涉實驗。（視頻回放：水波的干涉實驗） 師生共同總結：①師問：波的干涉是怎樣定義的？ 生答：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域

3、的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相互隔開，這種現象叫做波的干涉。 ②師問：產生干涉的兩列波頻率為什么必須相同？ 生答：若兩列波的頻率不同，則相互疊加時各個質點的振幅是隨時間而變化的，不能產生穩(wěn)定的疊加現象不能形成干涉圖樣。 ③師問：哪些點是振動加強點？哪些點是振動減弱點？ 生答：對兩個完全相同的波源產生的干涉來說，凡到兩波源的路差為半波長的偶數倍時，振動加強；到兩波源的路差為半波長的奇數倍時，振動減弱。 教師介紹： 17世紀荷蘭物理學家惠更斯認為，光是在空間傳播的某種波。如果光真的是一種波，就必然能觀察到光的干涉現象。1801年，英國物理學家托馬斯

4、·楊在實驗室里成功地觀察到了光的干涉現象。 Ⅱ.新課教學 （一）雙縫干涉 1.用單色光（紅光）做楊氏雙縫干涉實驗（視頻） ①實驗意義：實驗得到了預期的結果，這就證明光的確是一種波。 ②（動畫）（類比水波的干涉）指出亮條紋和暗條紋的條件：當路差等于波長的整數倍時，即，兩列波就得到加強，屏上出現亮條紋；當路差等于半波長的奇數倍時，即兩列光波就相互削弱，屏上出現暗條紋。 ③光的干涉條件：由相干光源（發(fā)出相同頻率光的光源）發(fā)出的光互相疊加，才能產生干涉現象。 2、探究條紋寬度（即相鄰明、暗條紋間的距離）與波長的關系。 ①介紹各種色光在真空中的波長和頻率。 ②（

5、控制變量法）在兩縫間的距離d以及擋板和屏的距離L一定的情況下，用不同顏色的單色光做雙縫干涉實驗。（動畫）. a.師：注意觀察條紋間距的變化有什么規(guī)律？ 學生：波長越長則條紋間距越大。 b.計算表明：相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離： 3、用白光做雙縫干涉實驗（動畫） 讓學生邊觀察實驗并思考一問題：用白光做雙縫干涉實驗時，多數亮紋都是彩色的，為什么中間一條亮紋是白色的？ ①白光是各種單色光的復色光，因各種單色光在屏上中央位置出現的都是干涉亮條紋，所以干涉后的中央亮紋為白色。 ②白光內各種單色光的波長不同，產生的干涉條紋的間距不同，所以在屏上出現彩色條紋。 （二）薄膜干涉 1、光彩世

6、界（視頻） ①提問引入：無色的肥皂液，吹出的肥皂泡為什么是彩色的？ ②講解薄膜干涉規(guī)律（動畫） 說明：左圖是個示意圖，實際上，液膜兩面的夾角沒有這么大，同一條入射光線從液膜前后兩面反射之后在傳播方向上沒有多大差別，所以能夠疊加在一起，出現干涉現象。 a.薄膜特點：如上圖所示，由于重力作用，肥皂液膜上薄下厚。 b.相干光線，薄膜前表面AA’和后表面BB’的反射光線疊加。 c.亮紋條件：在處，薄膜厚度的2倍為前后表面反射光的光程差，當光程差等于波長整數倍時，形成亮條紋。 d.暗紋條件：在Q處，光程差等于半波長的奇數倍時，形成暗條紋。 e.用白射照射肥皂液膜時，由于各色光波長不同

7、，所以干涉后的條紋間距不同，液膜上就會出現彩色條紋。 2、薄膜干涉現象在科學技術和生活中的應用。 ①用干涉法檢查各科精密元件平面的平整程度。 ②增透膜 a.應用：涂在光學元件（透鏡、棱鏡）的表面。 b.作用：減小反射光，增大透射光強度，使成像更清晰。 師：請同學們根據剛才所介紹的增透膜的作用，來計算一下增透膜的厚度d應該是多少？ 學生2：薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的，即：d= ③增反膜（也叫高反膜） a.應用：涂在太陽鏡、太陽帽的表面 b.作用：減小透射光，增大反射光強度，避免在火熱的夏天，強烈的陽光刺傷眼睛。 師：請同學們根據剛才所介紹的增反膜的作用，再

8、計算一下增反膜的厚度d應為多少？ 學生3：薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的，即： （三）學生自己動手做實驗并討論、分析 實驗1：在雙縫干涉實驗中，若一縫為紅光，另一縫為綠光，在屏上能否觀察到干涉圖樣？為什么？ 學生4：因為紅光與綠光這兩束光的頻率不同，所以這兩束光疊加后現象不穩(wěn)定，因此在屏上不能觀察到干涉圖樣。 實驗2：取兩塊玻璃板，用手指把它們緊緊捏在一起，會從玻璃板面上看到許多彩色花紋，改變手指用力的大小，花紋的顏色和形狀也隨著改變，觀察現象，并思考產生這一現象的原因。 學生5：在兩塊玻璃板之間，有一層空氣薄膜，我們所看到的彩色花紋，就是入射的白光在空氣層薄膜的上下兩表面反射的

9、兩列光波發(fā)生干涉而形成的干涉條紋。 學生6：改變手指用力的大小，則兩玻璃間空氣薄膜的厚度也隨之改變，所以各種色光亮，暗條紋的位置也發(fā)生改變，因此我們能看到花紋的顏色和形狀也隨著改變。 Ⅲ.教學反思：感悟多媒體教學與常規(guī)教學的優(yōu)缺點。 多媒體教學可以把復雜的問題簡單化，把抽象的事物直觀化，通過提供這種生動、形象、直觀、感染力強的教學信息，可以喚起學生的好奇心和求知欲，使學生對所學內容產生深厚興趣。但有些課件中增加了大量的卡通、音效和動畫，在課堂上經常會“博得”學生的一陣陣歡笑，但學生其實只是覺得課件本身好玩，而不是將注意力集中在授課內容本身上，等到興高采烈地下課，才發(fā)現這堂課講的是什么根本沒有在頭腦中留下痕跡。而常規(guī)教學從某種意義上來說也是一門藝術，教師可以運用自己的人格魅力、淵博的學識、富有情趣的引導，充分調動學生眼、耳、口、大腦、手等多種感官，通過師生之間的思維碰撞和情感交流，去熏陶和感染學生，激發(fā)起他們的求知欲望和學習興趣，收到的效果是多媒體課件無法達到的。 因此，我們要將多媒體教學與傳統教學有機結合起來，才能達到最佳的教學效果。