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光的衍射物理教案
作为一名教职工，总归要编写教案，教案有助于顺利而有效地开展教学活动。那要怎么写好教案呢？以下是小编整理的光的衍射物理教案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
光的衍射物理教案1
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.
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.
[生]当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时，光偏离了直线传播方向，发生了明显的衍射.
光的衍射现象
[师]大家通过实验观察看到，光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去，这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实，不仅单缝，还有圆孔，多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样，光发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小.
[师]下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.
(教师演示，将单缝分别换成圆孔和光栅，可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
[师]同学们已经注意到，在衍射现象中，常有一些亮线和暗线，据此大家来猜猜原因.
[生]在干涉现象中我们也观察到明暗相间的'条纹，我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.
[师]猜想有道理.其实在光的衍射现象中，来自单缝或圆孔上不同位置的光，到光屏处的路程差满足一定的特点，叠加时加强或减弱，形成明暗相间的条纹，这确实跟光的干涉原理是相似的，大家再考虑一下，如果用白光做衍射实验，条纹会怎样呢?
[生]条纹应该是彩色的，因为不同色光波长不同，在叠加时形成条纹位置也不一样，叠合时形成彩色.
[师]回答得非常好，大家明白了吗?
[生]明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
光的衍射现象证明光具有波动性
[师]在光的本性认识的历史上有过一个“泊松亮斑”的故事，请大家来读一读.(学生阅读课文后的“阅读材料”)
[师]大家想不想看看这个亮斑?
[生]想.
(教师演示，用被磁化的钢针吸一粒钢珠，悬起，使激光束与钢珠球心在同一直线上，图20—20就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.)
[师]著名数学家泊松根据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应该是一个亮斑，想借此驳倒菲涅耳的波动理论，菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战，通过多次实验，发现圆板中心确有一个亮斑.这样“泊松亮斑”实验就成了光的波动理论的精彩验证.大家从这个故事得到什么启发.
[生1]实验对物理研究有重要作用.
[生2]遇到别人的责疑，要冷静面对，不要轻易放弃自己的立场或观点.
[生3]科学要坚持真理，实事求是.
(学生的回答很全面，教师要及时肯定鼓励)
光的衍射图样
[师]除了前面实验观察到的衍射图样外，课本还为我们提供了一些，请大家认真研究和比较，总结它们各自的特点.
(指导学生阅读课本图20—10以及首页彩图2，并讨论干涉、衍射图样的异同)
[生]单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢，单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮，两边是对称的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较快，白光单缝衍射条纹中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹.
[师]总结得很好.
(四)反思总结，当堂检测。
(五)发导学案、布置预习。
1.课本练习二(1)(2)
2.课后用太阳光作光源，想出一些办法观察衍射现象，描述现象并分析.
九、板书设计
光的衍射
1、实验 自制障碍物观察光能发生衍射现象
单缝衍射现象(投影)圆孔衍射
光发生明显衍射的条件(投影)
2、光的衍射现象进一步证明光具有波动性
3、光的衍射图样
双缝干涉图样特点：等间距、明暗相间、强度向两边渐弱
单缝衍射图象特点：中间较宽较亮，向两边对称渐暗
十、教学反思(根据实际情况写)
光的衍射物理教案2
教学目标
（一）知识目标 1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似． 2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象． 3、知道观察到明显衍射的条件
（二）能力目标 了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析．
（三）情感目标 1、让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用； 2、必须有自信心和踏实勤奋的态度； 3、在学习中也要有好品质、好作风．
教学建议
有关光的衍射的教学建议
应该让学生了解，光的直进，是几何光学的基础，光的衍射现象并没有完全否定光的直进，而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性．课本只要求学生初步了解光的衍射现象，不做理论讨论，因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的．首先，要结合机械波的衍射，使学生明确光产生衍射的条件． 讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别．单色光干涉图样条纹等间距，衍射图样中间宽两边窄． 除了演示实验外，要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察．包括节后的小实验2， 以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔，以小电珠作光源，距光源1～2米 ，眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环)．还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等， 以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解． 在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了，事与愿违，菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战，用实验验证了这个理论结论， 实验却成了波动理论极其精彩的实证，菲涅尔为此获得了科学奖金(1819年)．这个科学小故事告诉我们，在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用；作为科研工作者，必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度．今天的学习，在掌握知识的同时，也应培养自己这方面的好品 质、好作风．
关于演示实验的教学建议
光的衍射实验，可以将演示和学生实验同时在一节课内完成 单缝衍射仍用激光演示仪．演示时可以再将双缝干涉演示一下，让学生从中对比干涉条纹等间距，衍射条纹中间宽、两边窄，然后让学生用游标下尺观察日光灯通过卡尺两测脚形成的窄缝产生的衍涉条纹．实验中要让学生仔细观察两侧脚间距从大到小逐渐变化．本实验也可用线状白炽灯使缝与灯丝平行，眼睛靠近狭缝可以观察到狭缝两侧的彩色条纹．
教学设计示例
（－）引入新课 一、光的衍射现象
上节研究了光的干涉现象，说明光具有波动性．衍射现象也是波的主要特征之一，如果我们能通过实验观察到光的明显的衍射现象，那么也就能更充分地说明光具有波动性．
（二）教学过程
所谓光的衍射现象，是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔（其大小可以与光的波长相比或比光的波长小）时，光绕到障碍物阴影里去的现象．
演示：
下面我们用实验进行观察．
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏（如图）．
我们看到，当缝比较宽时，在像屏上是一条几乎与缝一样宽的亮线，除了这一条光线外，像屏上出现了阴影．这时光可视为是沿直线传播的．接着逐渐缩小缝的宽度，当缝调到很窄（缝宽与光波的波长相当时）在像屏的原阴影区内观察到了明暗相间的条纹．
这实验表明光在其前进的途中遇上大小相当于光的波长的障碍物或孔时，偏离了直线传播方向，即光产生了衍射现象．上述衍射现象是通过单缝形成的，我们称之为光的`单缝衍射．
单色光的干涉与衍射都出现明暗相间的条纹，但图案不同．干涉条纹是等间隔的，衍射条纹间隔不等．白光照射单缝时，可以在像屏上得到彩色条纹，它与双缝干涉的彩色条纹也不同，中央一级是又亮又宽的白色条纹，两边是较窄较暗的彩色条纹．
用点光源来照射有较大圆孔AB的屏，在像屏 MN上出现一个光亮的圆，
这说明光是沿直线传播的．逐渐缩小孔的直径，可以看到屏上的亮圆也逐渐减小．但是，圆孔缩到很小时，在像屏MN上原阴影区就形成一些明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围，这就是光通过小孔产生的衍射现象．
光的衍射现象进一步证明了光具有波动性，对确定光的波动说的正确性起了重要作用．
关于这个问题，历史上曾有过一段趣事．1818年，当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时，著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑．人们从未看过和听说过这种现象，因而认为这是荒谬的，所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论，菲涅耳接受了这一挑战，精心研究，“奇迹”终于出现了，实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．
光沿直线传播只是一个近似的规律：当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时，可认为光是沿直线传播的，当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象
提问：当光通过小孔或者狭缝时，在后面的光屏上会得到什么样的图案？
学生回答的基础上老师总结．
当缝很大时——直线传播（得到影）
当缝减小时——逐渐会出现小孔成像的现象
继续减小缝的大小——会出现光的衍射现象．
探究活动
1、用游标卡尺观察光的衍射现象．
2、考察光的衍射现象在人们的日常生活中的体现．
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