2022高中物理光的干涉教案大全
青***
22-04-01
高三物理一、教学目标
认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.
理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征.
通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力.
通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物科学的物理思维方法.
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二、重点、难点分析
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波的干涉条件，相干光源.
如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，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”.
培养学生观察、表述、分析能力.
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三、教具
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演示水波干涉现象：频率可调的两个波源，发波水槽，投影幻灯，屏幕.
演示光的干涉现象：直丝白炽灯泡;单缝;双缝;红、绿、蓝、紫滤色片;光的干涉演示仪;激光干涉演示仪.
干涉图样示意挂图，为分析干涉所做的幻灯片;或电脑及干涉现象示意的动画软件.
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四、主要教学过程
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(一)引入
由机械波的干涉现象引入：首先演示“水波干涉现象”，并向学生提出问题.
(1)这是什么现象?
(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象?
让学生回答，让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景;一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象.要得到稳定干涉现象需是相干波源.
(二)教学过程设计
光的干涉现象——扬氏干涉实验.
(1)提出问题：光是否具有波动性?如果有则会有光的干涉现象，观察光的干涉现象可以用屏幕，在屏幕上会得到什么现象呢?
演示 两个通有同频率交流电单丝灯泡(或蜡烛)作为两个光源，移动屏与它们之间的距离，屏幕上看不到明暗相间的现象.
实验结果表明：两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象.说明光的复杂性.认识事物不是一帆风顺的.实验的不成功是光无波动性?还是实验设计有错误，没有满足相干条件?
(2)扬氏实验.
①介绍英国物理学家托马斯·扬.如何认识光，如何获得相干光源——展示扬氏实验挂图鼓励学生在认识事物或遇到问题时，学习扬氏的科学态度，巧妙的思维方法.
②介绍实验装置——双缝干涉仪.
说明双缝很近，强调双缝S1、S2与单缝S的距离相等，所以两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同，而且总是同相.
③演示：
先用加滤色片后单色光红光进行演示，然后改用激光源做双缝干涉实验，并使双缝与屏幕的距离加大，这样在屏幕上得到条纹间距离大，更为清晰的明暗相同的图样.
展示双缝干涉图样，让学生注意观察图样，回答图样的特点：(1)明暗相间.(2)亮纹间等距，暗纹间等距.(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹.
提出问题：为什么会出现这样的图样?怎样用波动理论进行解释.
运用波动理论进行分析.
(1)演示两列频率相同、振动方向相同两列波在一直线上叠加的情景.
用做好的幻灯片用投影幻灯进行演示;或用编制好的软件在电脑上进行演示.
注意分析两列波传播经同一位置时此点的振动情况.
①仍在某一平衡位置附近往复振动，位移随时间而改变.
②两列波同相振幅变大，说明此点振动加强了;两列波反相振幅减小，说明此点振动减弱了.
强调波形图是各个质点在同一时刻位移的包络线，演示波在传播时，波峰波谷的移动情况.
(2)演示一列波由近及远波峰、波谷示意图，演示两列频率相同，同相波由近及远波峰、波谷的示意图.
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