備課人
學科
物理
課題
4.5光的衍射
教學內容分析
光的衍射現(xiàn)象進一步證明了光具有波動性，對發(fā)展光的波動理論起了重要的作用。
教材講述光的衍射的思路是：首先提出問題，讓學生思考一般情況下不容易觀察到光的衍射現(xiàn)象的原因；然后再觀察衍射實驗，說明光的衍射現(xiàn)象及發(fā)生衍射的條件。由于衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的物理過程分析起來比較復雜，教材只進行了定性分析。
在分析產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象條件的教學中，教師可以通過復習機械波衍射的知識，使學生認識光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長差不多。在這里，教師可以安排一個討論環(huán)節(jié)，先讓學生體會“明顯”“差不多”的含義，再指明由于光的波長很短，要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，障礙物或小孔必須很小。
做好光的衍射現(xiàn)象實驗在本節(jié)課的教學中至關重要，它是學生認識光的衍射的基礎。沒有條件的學校，應盡量通過錄像將這些現(xiàn)象展示給學生，引發(fā)學生的思考。
學情分析
學生在前述章節(jié)中已經(jīng)學習了機械波的衍射現(xiàn)象，但是機械波的衍射現(xiàn)象在生活中很容易觀察到，而光的衍射現(xiàn)象在生活中不易察覺到，由于光的衍射實驗現(xiàn)象在教室里可視度很低，因此大部分教學中光的衍射現(xiàn)象都是通過圖片的形式展示給學生；本節(jié)課設計了較多的教師演示實驗和學生分組實驗，教學中以光的衍射現(xiàn)象的實驗為線索，運用觀察、類比等多種教學方法認識光的衍射現(xiàn)象以及光的明顯衍射現(xiàn)象的條件，并進一步通過實驗了解光的征射現(xiàn)象在現(xiàn)代科技中的應用。
教學目標
1.了解光的衍射概念及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
2.知道衍射、衍射光柵在生產(chǎn)生活以及科學技術中的應用，了解科學、技術和社會的關系。
3.通過光的衍射的學習，對光的直線傳播現(xiàn)象提出質疑，會從不同角度思考物理問題。
教學重難點
【教學重點】認識光的明顯衍射的條件，知道衍射條紋與縫寬的關系，能夠區(qū)分單縫衍射、小孔衍射、圓盤衍射圖樣，并能區(qū)分單縫衍射與雙縫干涉條紋。
【教學難點】通過眾多光的衍射實驗事實來認識光的波動性；
教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設計意圖
新課導入
我們知道，波能夠繞過障礙物發(fā)生衍射。例如，聲音能夠繞過障礙物傳播。既然光也是一種波，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？觀看視頻，你能從中得到什么啟發(fā)？
然后讓學生觀察圓盤衍射實驗。
然后提問：
什么是波的衍射現(xiàn)象？
波在它傳播的方向上遇到障礙物或孔時，波繞到障礙物陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波的衍射.
發(fā)生明顯衍射的條件是什么？
障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。
既然光也是一種波，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？
學生觀察實驗現(xiàn)象并嘗試解釋
學生回答兩個問題
利用實驗激發(fā)學生學習興趣。
建立完整的知識結構
新課教學
一、光的衍射
（一）光的衍射
在擋板上安裝一個寬度可調的狹縫，縫后放一個光屏。用單色平行光照射狹縫，我們看到，當縫比較寬時，光沿著直線通過狹縫，在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當?shù)牧翖l紋。但是，當縫調到很窄時，盡管亮條紋的亮度有所降低，但是寬度反而增大了，而且還出現(xiàn)了明暗相間的條紋。
光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射現(xiàn)象。
衍射時產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣。
然后提問：如何讓衍射現(xiàn)象更明顯呢？
（二）光的衍射實驗
待學生回答后播放實驗視頻，讓總結
光的明顯衍射條件：障礙物或孔的尺寸小于波長或者和波長差不多。
（三）單縫衍射
提問：光通過單縫衍射時，其圖樣有什么規(guī)律？
然后播放實驗視頻
單色光單縫衍射圖樣的特點
實驗現(xiàn)象：
①條紋不等間距；
②中央條紋亮而寬；
③兩側條紋較暗較窄，對稱分布。
④波長一定時，單縫越窄，現(xiàn)象越明顯，中央亮紋越寬越暗
各種顏色的光波衍射圖象一樣嗎？
不同色光或不同寬度單縫衍射條紋的特征
①波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．
②單縫不變時，光波波長的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．
③白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側為彩色條紋，且外側呈紅色，靠近光源的內側為紫色．
（四）衍射的應用
雙縫干涉與單縫衍射圖樣有啥不同？
干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。
衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。
如何解釋引入實驗中“光不沿直線傳播”的現(xiàn)象？
光經(jīng)過圓盤發(fā)生衍射現(xiàn)象，繞過圓盤，在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個亮斑。
如何解釋以下視頻中的實驗現(xiàn)象？
然后播放小孔衍射實驗
孔較小時——屏上出現(xiàn)衍射花樣（亮暗相間的不等間距的圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍遠遠超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）
圓盤和小圓孔的衍射圖樣有何不同？
相同點：均是明暗相間的光環(huán),中心均有亮斑
不同點：①圓孔衍射中心亮斑較大,而泊松亮斑較??；
②圓孔衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大,圓盤衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減??；
③圓孔衍射的背景是黑暗的,而圓盤衍射圖樣中的背景是明亮的。
回答光的衍射的定義
回答發(fā)生明顯衍射的條件
觀察實驗
學生總結實驗現(xiàn)象
學生觀察圖片并回答規(guī)律
學生總結歸納干涉和衍射區(qū)別并交流。
回答兩種衍射的不同點
先用學生已知的內容激發(fā)學生深入思考。
再次深入里理解光是一種波。
培養(yǎng)學生觀察實驗能力
建立完整知識結果
理解兩種衍射
二、衍射光柵
（一）衍射光柵
閱讀課本第99頁回答如下問題：
什么是衍射光柵？
由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學儀器。
(2)光柵衍射圖樣特點與單縫衍射相比有怎樣的變化？
衍射圖樣特點與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。
然后播放視頻，讓學生觀看
閱讀課文回答兩個問題，并播放視頻
鍛煉學生總結歸納能力
課堂總結
板書設計
4.5 光的衍射
作業(yè)設計
作業(yè)分為兩塊，一是課堂練習，旨在對本堂課學習中動量的概念和實驗思路進行檢測，一是分層練習，分層次的訓練學生對知識的掌握情況。
教學反思與評價
在本次教學過程中，我通過實驗探究、知識講解和經(jīng)典例題分析等環(huán)節(jié)來幫助學生深入了解光的衍射現(xiàn)象及規(guī)律。在實驗探究環(huán)節(jié)中，我通過引導學生利用實驗數(shù)據(jù)來探究規(guī)律，從而增強了學生的實驗探究能力。在知識講解環(huán)節(jié)中，我通過生動形象的語言來加深學生對光的衍射規(guī)律的理解。在經(jīng)典例題
分析環(huán)節(jié)中，我通過分步解析，讓學生輕松掌握解決這類問題的技巧和方法。
同時，我也發(fā)現(xiàn)了不足之處。在教學中，我應該加強與學生的互動，讓學生更加活躍的參與到教學中來。同時，我也應該根據(jù)學生的實際情況調整教學內容和教學方法，使教學更加符合學生的學習需求和興趣。在今后的教學中，我會不斷總結經(jīng)驗，不斷改進教學方法，把握教學質量，提高教學效果。

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5 光的衍射

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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