高中物理人教版 (新課標)選修33 光的干涉教學設計

這是一份高中物理人教版 (新課標)選修33 光的干涉教學設計，共4頁。教案主要包含了教學目標，教學重點，教學難點，教學方法，教學工具，教學過程，復習鞏固，課后反思等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1、知識與技能：
（1）在學生已有幾何光學知識的基礎上引導學生回顧人類對光的本性的認識發(fā)展過程
（2）在復習機械波干涉的基礎上使學生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實驗的設計原理。
（3）使學生掌握在雙縫干涉實驗中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關計算，明確可以利用雙縫干涉的關系測定光波的波長。
（4）通過干涉實驗使學生對光的干涉現(xiàn)象加深認識。
2、過程與方法
在教學的主要設置了兩個探究的問題
（1）在機械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識基礎上，學生通過自主學習掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實驗中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。
（2）小組合作學習探究相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距與什么因素有關。
3、情感態(tài)度價值觀
培養(yǎng)學生合作的精神、團隊的意識和集體的觀念，培養(yǎng)學生循著科學家足跡自主探究科學知識的能力，從而真正實現(xiàn)使每個學生都得到發(fā)展的目標。
【教學重點】
（1）使學生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，掌握干涉圖樣的特征。
（2）理解雙縫干涉實驗中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件
（3）理解相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距，并能應用這一規(guī)律解決實際問題
【教學難點】
(1)對雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解
(2)理解影響雙縫干涉圖樣中相鄰亮條紋(或暗條紋)間距的因素
【教學方法】
類比、實驗、分組探究
【教學工具】
PPT課件、玩具激光光源、光柵（雙縫）
【教學過程】
課題引入：
問一：在日常生活中，我們見到許多光學的現(xiàn)象，這些自然現(xiàn)象是如何形成的？
圖片展示：如光的直線傳播、彩虹、“海市蜃樓”
引入：自然界中的光現(xiàn)象如此豐富多彩，人們不禁要問光的本質到底是什么？
新課教學：
一、兩大學說之爭：
在17世紀以牛頓為代表的一派認為：“光是一種物質微粒，在均勻的介質中以一定的速度傳播”
以惠更斯為代表的一派認為：“光是在空間傳播的某種波”
學生討論：你贊同誰的觀點？并說一說贊同的原因。
二、光的干涉：
（一）假設：光是一種波，則必然會觀察到波的特有現(xiàn)象。
學生回顧：機械波的特有現(xiàn)象——干涉
引導：只要能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波性
（二）實驗探究：
1、我們怎樣才能使兩列光相遇時發(fā)生干涉現(xiàn)象？
演示：兩個單獨的激光光源相遇
設問：為什么看不到干涉現(xiàn)象？產(chǎn)生干涉現(xiàn)象必須有什么條件？
學史介紹：實際上很難找到兩個能相互干涉的光源，一直到1801年英國物理學家托馬斯·楊在實驗室里成功的觀察到了光的干涉。
2、托馬斯·楊雙縫干涉實驗介紹：
介紹實驗裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當一束單色光投射到擋板時，兩條狹縫相當于兩個完全相同的光源——相干光源。
光的干涉條件：相干光源
3、演示實驗：雙縫干涉實驗
思考：光通過雙縫后墻上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？這又說明了什么？
師生小結：光具有波動性
引導學生參閱課本彩圖中的雙縫干涉圖樣
小組討論：光的干涉圖樣有什么特征？
得出實驗現(xiàn)象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
設問(現(xiàn)象解釋)：你該如何解釋光屏上出現(xiàn)的亮條紋（暗條紋）？
光屏上何處出現(xiàn)亮條紋，何處出現(xiàn)暗條紋？即產(chǎn)生的條件是什么？
小組討論：形成共識，派代表闡述原因。
光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件：
亮條紋： （n=0、1、2、3…）
暗條紋：（n=0、1、2、3…）
引導學生參閱課本彩圖，比較三種干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距有什么區(qū)別。
過渡：干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx到底與哪些因素有關？
4、分組探究：
猜想：影響干涉圖樣相鄰亮條紋（或暗條紋）間距Δx的因素
探究方法：控制變量法、歸納法
（1）利用現(xiàn)有實驗資料探究：其他條件不變，雙縫間距d減小，Δx如何改變。
學生參閱課本彩圖，通過對比分析得出結論。
（2）實驗方法和數(shù)學方法：其他條件不變，雙縫與屏的距離L增大，△X如何變化？
實驗演示，學生觀察現(xiàn)象。
多媒體輔助演示：用干涉圖樣從幾何角度可以定性說明L與△X的關系
（3）學生自主探究：其他條件不變，波長λ增大，△X如何變化？
探究工具：幾張干涉圖樣、直尺、兩種顏色的記號筆。
小組探究的結果：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長λ越大
則相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距Δx越大。
（4）理論證明：
（三）規(guī)律應用：
1測光的波長
（1）小組討論：
你能否根據(jù)所學的知識，設計一測量某種可見光波長的方案？
（2）學生代表小結：
由可知：，只要測出：
雙縫的間距d，屏到擋板間的距離L，相鄰兩條亮條紋（或明條紋）的間距Δx。
就能知道這種可見光的波長
（3）實例：雙縫的間距d=0.18mm，光屏到檔板的距離L=90cm，相鄰兩條亮條紋的間距Δx =3.50mm，則此單色光的波長為多少？
（4）各種色光的波長測定及介紹：（光的波長單位往往用納米）
學生閱讀課本表格
小結：紅光波長最大，紫光波長最小。因此紅光的干涉條紋間距最大，紫光最小。
2、白光的干涉現(xiàn)象：
如果用白光做雙縫干涉實驗，在屏上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
媒體展示
【復習鞏固】
師生回顧本節(jié)重點內(nèi)容
【課后反思】
1、中央亮條紋為什么是白的來兩側的為彩色條紋？
2、兩側彩色條紋的分布有沒有規(guī)律？紅色在外還是紫色在外側？
【板書設計】
光的干涉
1、干涉條件：相干光源
2、干涉圖樣：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋
3、圖樣分析：
（1）光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件：
亮條紋： （n=0、1、2、3…）
暗條紋：（n=0、1、2、3…）
（2）相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距：
4、應用：
（1）測波長：
（2）白光的雙縫干涉圖樣分析：明暗相間的彩色條紋
【教學反思】
本節(jié)課是一堂典型的探究式課堂教學，教學中體現(xiàn)了新課程學習的理念。教學中設置兩個探究點，學生在自主學習，合作學習，探究學習的過程中不僅掌握了知識，更重要的是學會了研究問題的方法。在學習的過程中興趣盎然，積極主動地參與到教學中，從而培養(yǎng)了學習物理的興趣。
不足是：由于上課時間和器材的限制，實驗探究未能讓學生主自主研究，而是通過演示替代，另外在學生觀察了光的干涉實驗后，未能進一步追問這一現(xiàn)象說明了什么？基礎差點的同學可能還不能自主地把現(xiàn)象和波動性聯(lián)系上。今后的教學中就進一步注意細節(jié)的把握，努力體現(xiàn)新課改理念，最大限度地增加課堂效益。