高中物理光的干涉教案大全一

　　【教学目标】

　　1、知识与技能：

　　(1)在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程

　　(2)在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

　　(3)使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。

　　(4)通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。

　　2、过程与方法

　　在教学的主要设置了两个探究的问题

　　(1)在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

　　(2)小组合作学习探究相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与什么因素有关。

　　3、情感态度价值观

　　培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。

　　【教学重点】

　　(1)使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。

　　(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件

　　(3)理解相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距，并能应用这一规律解决实际问题

　　【教学难点】

　　(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解

　　(2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素

　　【教学方法】

　　类比、实验、分组探究

　　【教学工具】

　　PPT课件、玩具激光光源、光栅(双缝)

　　【教学过程】

　　课题引入：

　　问一：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，这些自然现象是如何形成的?

　　图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”

　　引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么?

　　新课教学：

　　一、两大学说之争：

　　在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”

　　以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”

　　学生讨论：你赞同谁的观点?并说一说赞同的原因。

　　二、光的干涉：

　　(一)假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。

　　学生回顾：机械波的特有现象——干涉

　　引导：只要能看到光的干涉现象，就能说明光具有波性

　　(二)实验探究：

　　1、我们怎样才能使两列光相遇时发生干涉现象?

　　演示：两个单独的激光光源相遇

　　设问：为什么看不到干涉现象?产生干涉现象必须有什么条件?

　　学史介绍：实际上很难找到两个能相互干涉的光源，一直到1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉。

　　2、托马斯·杨双缝干涉实验介绍：

　　介绍实验装置，在挡板上开两条很窄的狭缝，当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝相当于两个完全相同的光源——相干光源。

　　光的干涉条件：相干光源

　　3、演示实验：双缝干涉实验

　　思考：光通过双缝后墙上出现了什么现象?这又说明了什么?

　　师生小结：光具有波动性

　　引导学生参阅课本彩图中的双缝干涉图样

　　小组讨论：光的干涉图样有什么特征?

　　得出实验现象：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹

　　设问(现象解释)：你该如何解释光屏上出现的亮条纹(暗条纹)?

　　光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹?即产生的条件是什么?

　　小组讨论：形成共识，派代表阐述原因。

　　光屏上出现亮条纹(或暗条纹)的条件：

　　亮条纹： (n=0、1、2、3…)

　　暗条纹： (n=0、1、2、3…)

　　高中物理光的干涉教案大全二

　　【教学目标】

　　(一)知识与技能

　　1.通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波。

　　2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。

　　(二)过程与方法

　　1.通过杨氏双缝干涉实验，体会把一个点光源发出的一束光分成两束，得到相干光源的设计思想。

　　2.通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力。

　　(三)情感、态度与价值观

　　通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观。

　　【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。

　　【教学难点】亮纹(或暗纹)位置的确定。

　　【教学方法】复习提问，实验探究，计算机辅助教学

　　【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件(相关静态图片及Flash动画)

　　【教学过程】

　　(一)引入新课

　　复习机械波的干涉

　　[复习提问，诱导猜想]

　　[多媒体投影静态图片]

　　师：大家对这幅图还有印象吗?

　　生：有，波的干涉示意图。

　　师：[投影问题]请大家回忆思考下面的问题：

　　图中，S1、S2是两个振动情况总是相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b、c、d、e中哪些点振动加强?哪些点振动减弱?

　　学生回答结果不出所料，大部分同学能答出a、c两点振动加强，d、e两点振动减弱，而对于b点则出现了争议。一种认为b点是振动加强点，另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态。

　　师：b点振动加强和减弱由什么来决定呢?只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。

　　(有学生低语，“路程差”)

　　师：好!刚才这位同学说到了关键，那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差。

　　生：由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线，所以b到S1、S2的路程差为零。

　　师：那么b点应为振动——(学生一起回答)：加强点。

　　(教师总结机械波干涉的规律，突出强调两列波的振动情况总是完全相同。)

　　师：光的波动理论认为，光具有波动性。那么如果两列振动情况总是相同的光叠加，也应该出现振动加强和振动减弱的区域，并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。那么这种干涉是一个什么图样呢?大家猜猜。

　　生：应是明暗相间的图样。

　　师：猜想合理。那么有同学看到过这一现象吗?

　　(学生一片沉默，表示没有人看到过)

　　师：看来大家没有见过。是什么原因呢?

　　[生1]可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。

　　[生2]可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。

　　师：两位同学分析得非常好，也许是没有干涉的条件，也许是相逢未必曾相识。大家看他们俩谁分析得对呢?

　　生：我觉得生1说的不成立，这样的光源很多，像我们教室里的日光灯，我觉得它们完全相同。

　　师：好。我们可以现场来试试。

　　(先打开一盏日光灯，再打开另一盏对称位置的日光灯)

　　师：请大家认真找一找，墙上、地上、天花板上，有没有出现明暗相间的干涉现象?

　　(大家积极寻找，没有发现，思维活跃，议论纷纷)

　　师：看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”。

　　[投影图]

　　师：1801年，英国物理学家托马斯·杨想出了一个巧妙的办法，把一个点光源分成两束，从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”，成功地观察到了干涉条纹，为光的波动说提供了有力的证据，推动了人们对光的本性的认识。下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验。

　　(二)进行新课

　　1.杨氏干涉实验

　　[动手实验，观察描述]

　　介绍杨氏实验装置(如图)

　　师：用氦氖激光器演示双缝干涉实验。

　　用激光器发出的红色光(平行光)垂直照射双缝，将干涉图样投影到教室的墙上，引导学生注意观察现象。

　　现象：可以看到，墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。

　　师：(介绍)狭缝S1和S2相距很近，双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。这样就得到了频率相同的两列光波，它们在屏上叠加，就会出现明暗相间的条纹”。

　　结论：杨氏实验证明，光的确是一种波。

　　2.亮(暗)条纹的位置

　　[比较推理，探究分析]

　　师：通过实验，我们现在知道，光具有波动性。现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢?

　　[投影图]

　　图中，P0点距S1、S2距离相等，路程差Δ=S1 P0-S2 P0=0应出现亮纹，(中央明纹)

　　[演示动画]图20—3中S1、S2发出的正弦波形在P点相遇叠加，P点振动加强(如图)

　　EMBED MSPhotoEd.3

　　鉴于上述动画的表述角度和效果，教师在此基础上再播放动画，如下图所示振动情况示意图，使学生进一步明确.不管波处于哪种初态，P0点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A总为A1、A2之和，即P点总是振动加强点，应出现亮纹。

　　EMBED MSPhotoEd.3

　　师：那么其他点情况如何呢?

　　[投影图]

　　EMBED MSPhotoEd.3

　　P1点应出现什么样的条纹?

　　高中物理光的干涉教案大全三

　　教材选用

　　人教版普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-4·第十三章第三节。

　　教学内容分析

　　(一)作用与地位

　　本节是在《机械波》的基础上展开的，上承几何光学，也是后面学习《光的衍射》等知识的基础，本节揭示了光的波动性，促使人类对光的本性有更进一步的认识。同时也与选修3-5《光电效应》共同构成光的波粒二象性，所以本节具有重要的研究意义。

　　(二)课程标准

　　1、观察光的干涉现象;2、知道产生干涉现象的条件。

　　(三)课程特点

　　课程标准是课程的宏观结构，教材是课程的微观结构。从教材特点看，本节通过提出猜想：如果光真的是一种波;随后进行杨氏双缝实验，通过得到干涉图样，进而证明光是一种波;最后讨论路程差与半波长的关系，得出明暗条纹出现的条件。

　　但教材中并没有突出“空间”干涉;双缝干涉实验的示意图并没有采用形象化的展示，从而影响了学生对光的干涉机理的理解;增加了学习的难度，所以我对教材做了以下的处理：

　　1.增加创新演示实验，利用丁达尔效应展示干涉通路，有助于学生对物理规律的深刻理解;

　　2. 通过演示光波直观图示，形象的展示光波的干涉机理，化抽象的光波为直观;

　　3.增强教学中的逻辑性，注重知识的构建过程;

　　学生情况分析

　　(一)思维特点

　　按皮亚杰的理论，高二学生正处在形式运算的思维阶段， 遵循从简单到复杂，从直观到抽象的认知规律，但是他们的抽象思维能力还不够强，常常会需要具体的表象或类比于相似的具体经验来支持思维过程。

　　(二)知识基础

　　学生已经学习了机械波的内容，对机械波的干涉和波的叠加原理有一定认识。

　　(三)认知困难

　　但学生知识的迁移能力相对薄弱，且光的干涉机理比较抽象，加之对光干涉无本质的认识。

　　教学目标分析

　　(一)知识与技能

　　(1)知道光产生干涉的条件，知道光是一种波;

　　(2)知道光的干涉现象和干涉条纹的分布特点;

　　(3)知道路程差与明暗条纹之间的关系。

　　(二)过程与方法

　　(1)通过光的干涉与机械波干涉的类比，培养学生比较分析的能力和知识迁移的能力。

　　(三)情感、态度、价值观

　　(1)通过观察实验，培养学生实事求是的科学态度。

　　(2)通过了解杨氏双缝干涉实验，培养学生的物理学史情怀，增加对物理学的热爱。

　　教学重难点

　　重点：光的干涉特点和产生条件

　　重点：明暗条纹产生的原因

　　教学策略分析

　　一、教学方法

　　主要采用实验法、讲授法、并辅以提问法等教法，把教学过程设计成以激发学生兴趣的吹肥皂泡实验为切入点，以观察实验和已有知识为基础，以“为什么肥皂泡表面的条纹始怎么形成的?”等问题为主线的师生对话活动，

　　实验法

　　通过探究杨氏双缝实验，观察光干涉的特点，得出光是一种波;通过创新演示实验，利用丁达尔效应显现干涉通路，展示光干涉的空间性，进一步理解光的波动性;通过演示直观图示模拟波在空间P点的三种叠加情况(峰峰、谷谷、峰谷)，理解光的干涉机理。

　　(2)讲授法

　　通过已熟悉的机械波干涉，迁移到光干涉问题的新情境中来，加强学生知识的迁移能力。

　　二、学法指导

　　在学法指导上，注重引导学生合作实验探究，观察思考，多自主讨论，重视分析归纳，使学生自主发现问题，解决问题，在获取新知识的同时提高合作意识，独立思考，易迁移，领会物理学的思想。

　　教学准备

　　教具：肥皂水、激光笔、双缝、支架、水槽、清水、牛奶、自制教具等。

　　多媒体：PPT、图片、图示模型、动画、视频等

　　实验创新

　　本节课除去导入新课使用的趣味实验和双缝实验外，设计了两个实验。

　　实验1 传统的双缝干涉实验不能明显的展示干涉具有空间性，但通过往清水中加入牛奶，利用丁达尔效应显示干涉通路，进一步加深学生对光波动性的认识。

　　实验2 课本中光干涉的插图并没有让学生清晰的认识到干涉的机理，通过利用演示实验，制作两列波在空间某点P的三种叠加情况(波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加、波峰与波谷叠加)，直观展示光波叠加的实际过程，让学生更好的理解明暗条纹产生的原因。

　　教学流程

　　教学过程设计

　　教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 一、创设情境，引入课题：

　　介绍器材：肥皂水、塑料圈

　　演示实验：吹泡泡

　　二、创新演示实验 展示空间干涉

　　1.学习物理学史，增强对物理学的热爱

　　介绍以牛顿为代表的物理学家认为光是粒子性的，以惠更斯为代表的物理家提出了波动性及托马斯杨实验。

　　2.进行实验探究，观察实验现象

　　实验器材：绿色激光、双缝片、光屏

　　介绍实验装置，进行双缝干涉实验。

　　观察实验，总结现象：中间是明条纹，并且出现明暗相间的条纹。

　　光干涉条件：频率、相位差、振动方向相同。

　　实验结论：光是一种波。

　　干涉图样特点：出现中央亮纹，亮度往两边变暗;明(暗)条纹的宽度相同。

　　3.演示创新实验，展示空间干涉

　　前后移动激光笔，引导学生观察干涉图样。

　　实验器材：单色激光、双缝、牛奶、水槽、水。

　　利用丁达尔现象演示光干涉通路。

　　更进一步地认识光的波动性。

　　得出结论：光在整个叠加空间区域内都发生干涉。

　　三、演示形象图示，理解干涉原理

　　通过演示直观的光波叠加图示：通过类比机械波的叠加图示，在空间某点P，恰好两列相干波波峰与波峰叠加，由于波峰的振幅最大，且振动方向相同，叠加时振幅更大，则相干加强，以此迁移到抽象的光波，在光屏该处则为明条纹，同理波谷与波谷在此处叠加也为明条纹，波峰与波谷则为暗条纹。

　　(同理谷谷叠加也为明条纹，没有展示叠加图示)

　　光波峰谷叠加相消为暗条纹