高中物理光的衍射教案大全一

　　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?

　　高中物理光的衍射教案大全二

　　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.

　　高中物理光的衍射教案大全三

　　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.