1、课 题光的干涉教材简析光的干涉属于近代物理知识,其中一些观点和方法是学生进一步探究光的本性的基础,是本章的重点内容之一。光的干涉揭示了光的本性波动性,而双缝干涉实验原理和现象的分析是本节课的重点教学内容。本节课的成功教学,可以使学生对光的本性有进一步认识,同时可以培养学生观察生活中的各种现象,寻找其中的物理规律的兴趣。因此,在教学过程中以学生为主体,围绕学生进行启发式教学,来提高学生的观察思考能力。学情分析高二学生已有一定的物理学科方法,如观察实验,控制实验,假说方法,从现象归纳规律等,可以实现教材渗透的方法教育意图。学生大多在生活中没有光的干涉现象的体验,但通过高中物理学习,已有水波、声波等
2、机械波干涉的经验与理论,高二学生已有一定的自主构建新知识框架的能力,可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想。学科教学与信息技术融合点(1) 利用思维导图讲解光的发展史。(2)利用高中物理虚拟仿真平台介绍实验仪器和实验过程(A5)。(3)利用微课回顾机械波干涉的相关知识点(B2)。(4)利用flash动画讲解光的干涉原因(A5)。(5)学生习题时,利用展台,展示学生成果。教法讲授法、演示法、问题探究法、对比法。学法讨论法、小组合作探究法课时目标(1)了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。(2)通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征(3)使学生掌握在双缝干涉
3、实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。(4) 通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力(5)通过“杨氏双缝干涉”实验的学习,渗透科学家认识事物的物理思维方法重难点教学重点:(1)使学生知道双缝干涉产生的条件,认识干涉图样的特征。(2)理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件教学难点:对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,在时间上是稳定的,空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔,如何理解“加强”和“减弱”课时1课时教学过程:(信息化2.0环境下) 一、新课引入:(利用思维导图讲解光的发展史)对于光的研究认识过程很缓慢,在17世纪,
4、形成两种学说:微粒说和波动说。 它们都有能解释一些光现象,但不能完全解释,但由于牛顿的威望,微粒说占主导地位。19世纪光的干涉、衍射现象的发现,证实光的波动说的正确,麦克斯韦的光的电磁说的提出及赫兹证实了电磁波存在后,更加促进了波动说的发展,但光电效应的发现又证实了光的粒子说,于是人们认识到光具有波动性和粒子性。二、新课教学:1、 光的干涉:涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象图片展示水的干涉图片和干涉图样。先来回顾有关机械波干涉的知识(微课)微课内容:机械波干涉的条件、干涉原因的解释、加强区减弱区的判断方法。(时长:3分31秒)提出问题:如果我们先假设光是一
5、种波,那么按照我们所学的波动知识,光要发生干涉现象需要满足什么条件?学生答:频率相同(板书)(二):有没有什么方法可以获得相干光频率相同的光呢?1801年英国物理学家托马斯杨在实验室巧妙的解决了相干光问题。下面我们借助虚拟仿真实验回顾这一实验。借助与虚拟仿真平台介绍杨氏干涉实验:杨氏双缝实验被评为十大最美丽实验之一。介绍装置特点:双缝S1、S2到单缝S的距离相等,双缝很近单缝和双缝的作用:获得线光源,使光源有唯一的频率和振动情况;双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,叫相干光源(频率相同)学生活动:用激光笔和双缝寻找明暗相间的条纹。实验现象:屏上看到明暗相间的条纹。(板书)(三)为什么有
6、些地方亮,有些地方暗?请用波动知识解释。flash动画提示讲解:让单色光投射到光阑1上,形成点光源再射到第二个屏上,如两孔到S等距,如光是波那么从S发出的光到S1,S2同时,就可形成振动情况相同的波源,它们发出的波在屏上叠加,就会出现干涉现象,某些区加强,某些区光相抵消,实验果然得到亮暗相间的条纹。结论:光是一种波。(板书)二、明暗条纹相间的条件既然光是一种波,我们就试着用波的理论来解释为什么中央会出现亮条纹?以及明暗条纹为什么相间这个问题。学生活动:讨论分析明暗条纹出现的条件学生反馈:教师分析:中央亮条纹强调p点都两光源的距离相同,给出同一时刻两光源到p点之间的波形图,观察分析p点的振动情况
7、。总结:光程差x=0,S1、S2步调一致,该点振动加强。(亮)第一亮条纹强调p点都两光源的距离差正好为一个波长,给出同一时刻两光源到p点之间的波形图,观察分析p点的振动情况。第一暗条纹的成因强调p点都两光源的距离差正好为半个波长,给出同一时刻两光源到p点之间的波形图,观察分析p点的振动情况。(振动步调永远相反)总结:光程差d=0,S1、S2步调一致,该点振动加强。(亮)光程差x= ,S1、S2在P2处步调一致,该点振动加强。(亮)归纳总结:单色光:亮纹 光程差 暗纹:光程差三:随堂巩固1、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是(B)A单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B双缝的作用是获得两个振
8、动情况相同的相干光源C光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生2、关于光的干涉,下列说法正确的是(AC)A只有频率相同的两列光波才能产生干涉B频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定C两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹D两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹3、(学生成果展台展示)在杨氏双缝干涉实验中,如果所用单色光波长为0.40m ,屏上P点与双缝的距离差是1.80m ,则P点处是_暗_条纹;若
9、还用同一装置,而换成波长为0.60m单色光,则P点处是_明_条纹。(填明、暗) 做一做: 可以用自制的器材来观察双缝干涉现象。取经过曝光的黑色摄影胶片,放在玻璃板上。把两只剃须刀并拢,以刀刃的前端沿直尺在胶片上一次划出两道细缝,缝间距小于0.1mm.这样就做成了双缝。也可以取一小块玻璃片,用蜡烛熏黑,然后用刀片以同样方法划出两道透光的狭缝。通过双缝观看大约0.5m以外的白炽灯,可以看到在灯丝两侧细密分布着彩色干涉条纹。四:课堂小结一:杨氏干涉实验: 条件:相干光源 现象:明亮相间的条纹 结论:光是一种波二:决定条纹间距的条件(1)半波长的偶数倍时出现亮条纹;(2)半波长的奇数倍时出现暗条纹五:板书设计光的干涉1、 条件:相干光2、 杨氏双缝干涉现象:明暗相间的条纹结论:光是一种波三、形成明、暗条纹的条件亮纹 光程差暗纹:光程差教学后记: