第一篇：光的干涉教案

光的干涉

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識(shí)與技能：

（1）在學(xué)生已有幾何光學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生回顧人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程（2）在復(fù)習(xí)機(jī)械波干涉的基礎(chǔ)上使學(xué)生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。

（3）使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件，并了解其有關(guān)計(jì)算，明確可以利用雙縫干涉的關(guān)系測(cè)定光波的波長(zhǎng)。

（4）通過干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)光的干涉現(xiàn)象加深認(rèn)識(shí)。

2、過程與方法

在教學(xué)的主要設(shè)置了兩個(gè)探究的問題

（1）在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)掌握光的干涉條件，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

（2）小組合作學(xué)習(xí)探究相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）的間距與什么因素有關(guān)。

3、情感態(tài)度價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生合作的精神、團(tuán)隊(duì)的意識(shí)和集體的觀念，培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識(shí)的能力，從而真正實(shí)現(xiàn)使每個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

（1）使學(xué)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(shí)驗(yàn)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(yīng)用這一規(guī)律解決實(shí)際問題 【教學(xué)難點(diǎn)】

(1)對(duì)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(xué)方法】 類比、實(shí)驗(yàn)、分組探究 【教學(xué)工具】

PPT課件、玩具激光光源、光柵（雙縫）【教學(xué)過程】 課題引入：

問一：在日常生活中，我們見到許多光學(xué)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(zhì)到底是什么？ 新課教學(xué)：

一、兩大學(xué)說之爭(zhēng)：

在17世紀(jì)以牛頓為代表的一派認(rèn)為：“光是一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認(rèn)為：“光是在空間傳播的某種波” 學(xué)生討論：你贊同誰的觀點(diǎn)？并說一說贊同的原因。

二、光的干涉：

（一）假設(shè)：光是一種波，則必然會(huì)觀察到波的特有現(xiàn)象。學(xué)生回顧：機(jī)械波的特有現(xiàn)象——干涉

引導(dǎo)：只要能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波性

（二）實(shí)驗(yàn)探究：

1、我們?cè)鯓硬拍苁箖闪泄庀嘤鰰r(shí)發(fā)生干涉現(xiàn)象？ 演示：兩個(gè)單獨(dú)的激光光源相遇

設(shè)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(xué)史介紹：實(shí)際上很難找到兩個(gè)能相互干涉的光源，一直到1801年英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到了光的干涉。

2、托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)介紹：

介紹實(shí)驗(yàn)裝置，在擋板上開兩條很窄的狹縫，當(dāng)一束單色光投射到擋板時(shí)，兩條狹縫相當(dāng)于兩個(gè)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(shí)驗(yàn)：雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

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(jié)：光具有波動(dòng)性

引導(dǎo)學(xué)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋 設(shè)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(shí)，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：?s?2n??2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）（n=0、1、2、3…）

引導(dǎo)學(xué)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(guān)？

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(shí)驗(yàn)資料探究：其他條件不變，雙縫間距d減小，Δx如何改變。學(xué)生參閱課本彩圖，通過對(duì)比分析得出結(jié)論。

（2）實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法：其他條件不變，雙縫與屏的距離L增大，△X如何變化？ 實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)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(guān)系（3）學(xué)生自主探究：其他條件不變，波長(zhǎng)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(hào)筆。

小組探究的結(jié)果：雙縫的間距d越小，屏到擋板間的距離L越大，光的波長(zhǎng)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： ?x?

（三）規(guī)律應(yīng)用： 1測(cè)光的波長(zhǎng)（1）小組討論：

你能否根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一測(cè)量某種可見光波長(zhǎng)的方案？

（2）學(xué)生代表小結(jié)： 由?x?L? d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(zhǎng)

（3）實(shí)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(zhǎng)為多少？

（4）各種色光的波長(zhǎng)測(cè)定及介紹：（光的波長(zhǎng)單位往往用納米）學(xué)生閱讀課本表格

小結(jié)：紅光波長(zhǎng)最大，紫光波長(zhǎng)最小。因此紅光的干涉條紋間距最大，紫光最小。Ld?可知：???x，只要測(cè)出： dL2、白光的干涉現(xiàn)象：

如果用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 媒體展示 【復(fù)習(xí)鞏固】 師生回顧本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容 【課后反思】

1、中央亮條紋為什么是白的來兩側(cè)的為彩色條紋？

2、兩側(cè)彩色條紋的分布有沒有規(guī)律？紅色在外還是紫色在外側(cè)？ 【板書設(shè)計(jì)】

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：?s?2n? ?2?暗條紋：?s??2n?1??（n=0、1、2、3…）

2（2）相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距：?x?

4、應(yīng)用：（1）測(cè)波長(zhǎng)：??【教學(xué)反思】

本節(jié)課是一堂典型的探究式課堂教學(xué)，教學(xué)中體現(xiàn)了新課程學(xué)習(xí)的理念。教學(xué)中設(shè)置兩個(gè)探究點(diǎn)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)的過程中不僅掌握了知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了研究問題的方法。在學(xué)習(xí)的過程中興趣盎然，積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中，從而培養(yǎng)了學(xué)習(xí)物理的興趣。

不足是：由于上課時(shí)間和器材的限制，實(shí)驗(yàn)探究未能讓學(xué)生主自主研究，而是通過演示替代，另外在學(xué)生觀察了光的干涉實(shí)驗(yàn)后，未能進(jìn)一步追問這一現(xiàn)象說明了什么？基礎(chǔ)差點(diǎn)的同學(xué)可能還不能自主地把現(xiàn)象和波動(dòng)性聯(lián)系上。今后的教學(xué)中就進(jìn)一步注意細(xì)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。（n=0、1、2、3…）

L? d（2）白光的雙縫干涉圖樣分析：明暗相間的彩色條紋 d?x L 4

第二篇：13.2 光的干涉教案

衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

第二節(jié) 光的干涉

教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識(shí)與技能

1、了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。

2、通過干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象和干涉條紋的特征。

3、使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

（二）過程與方法

1、在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)探究，小組合作學(xué)習(xí)探究掌握光的干涉條件，推理在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成亮條紋和暗條紋的原因及產(chǎn)生亮暗條紋的條件。

2、通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過“楊氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物的物理思維方法。

2、培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識(shí)的能力，從而真正實(shí)現(xiàn)使每個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)：

1、使學(xué)生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，認(rèn)識(shí)干涉圖樣的特征。

2、理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件。教學(xué)難點(diǎn)：

對(duì)雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解,如何用波動(dòng)說來說明明暗相間的干涉條紋，在時(shí)間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”。教學(xué)方法：

類比法、實(shí)驗(yàn)法、分組探究法 教學(xué)用具：

PPT課件、激光光源、雙縫、紅、綠、藍(lán)、紫濾色片；激光干涉演示儀。教學(xué)過程：

（一）引入新課 衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

在日常生活中，我們見到許多光學(xué)的現(xiàn)象。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(zhì)到底是什么？

（二）新課教學(xué)

1、兩大學(xué)說之爭(zhēng)

在17世紀(jì)以牛頓為代表的一派認(rèn)為：“光是一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認(rèn)為：“光是在空間傳播的某種波”

2、光的干涉

假設(shè)：光是一種波，則必然會(huì)觀察到波的特有現(xiàn)象。波的特有現(xiàn)象有哪些？學(xué)生答：波的干涉和衍射

3、光的干涉現(xiàn)象——楊氏干涉實(shí)驗(yàn)．

（1）引導(dǎo)：只要我們能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波動(dòng)性。聲波發(fā)生干涉聽到有些地方強(qiáng)，有些地方弱。光若發(fā)生干涉在屏幕上會(huì)看到什么現(xiàn)象？

學(xué)生回答：會(huì)看到有些地方亮有些地方暗（2）楊氏實(shí)驗(yàn)

1801年英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到光的干涉現(xiàn)象。請(qǐng)大家參照楊氏實(shí)驗(yàn)利用身邊的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并注意實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象。（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)生觀察到圖樣的特點(diǎn)：①明暗相間。②亮紋間等距，暗紋間等距。③兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋。

總結(jié)：明暗相間的條紋說明了光在傳播的共同區(qū)域發(fā)生加強(qiáng)和減弱，光發(fā)生了干涉現(xiàn)象。光發(fā)生干涉說明光是一種波。

既然光是一種波，我們就試著用波的理論來解釋為什么中央會(huì)出現(xiàn)亮條紋？

4、決定條紋間距的條件 衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

由于S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)P0點(diǎn)的路程一樣，所以這兩列波的波峰或波谷同時(shí)到達(dá)P0點(diǎn)。這兩列波總是波峰與波峰疊加、波谷與波谷疊加，他們?cè)赑0點(diǎn)相互加強(qiáng)，因此在P0這里出現(xiàn)了一個(gè)亮條紋。

其他點(diǎn)情況如何呢？ ［投影圖］

P1點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)什么樣的條紋？

分析：因?yàn)閭z列波到達(dá)P1的路程差為λ，所以這兩列波的波峰或波谷同時(shí)到達(dá)P1點(diǎn)，他們?cè)赑0點(diǎn)相互加強(qiáng)，因此在P0點(diǎn)出現(xiàn)了一個(gè)亮條紋。

同理：在P1點(diǎn)的上方還可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2點(diǎn)，Δ3=|S1P3-S2P3|= 3λ的P3點(diǎn)，Δn=|S1Pn-S2Pn|=nλ的Pn點(diǎn)，它們對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第2、3、4?條明條紋，還有明條紋的地方嗎？在P點(diǎn)下方，與P1、P2等關(guān)于P0對(duì)稱的點(diǎn)也應(yīng)是明條紋。

［投影下圖］那么S1、S2發(fā)出的光在Q1點(diǎn)疊加又該如何呢？

分析：在Q1點(diǎn)倆列波的波程差是λ/2,是波峰與波谷相遇,振動(dòng)步調(diào)剛好相反,所以是暗條紋。

衡陽縣一中高二物理組

全新課標(biāo)理念，集體智慧結(jié)晶

總結(jié)規(guī)律：凡光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的位置，產(chǎn)生亮條紋；凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置，產(chǎn)生暗條紋，即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式：

亮紋

光程差δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差??(2k?1)

（三）課堂小結(jié)

1、托馬斯·楊在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實(shí)驗(yàn)。光的干涉現(xiàn)象用微粒說無法解釋，而波動(dòng)說可做出完善解釋，使人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)性。

2、兩個(gè)相干光源發(fā)出的光在屏上某處疊加時(shí)如果同相光，光就加強(qiáng)，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側(cè)對(duì)稱地分布著明暗相間的各級(jí)干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等。

單色光：亮紋 光程差 δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差 ??(2k?1)

（四）布置作業(yè)

完成“問題與練習(xí)”中的題目。

?2(k?1,2,3,4..................)

?2(k?1,2,3,4..................)

第三篇：13.2光的干涉教案[最終版]

13.2光的干涉教案

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識(shí)與技能：

（1）在復(fù)習(xí)機(jī)械波干涉的基礎(chǔ)上使學(xué)生了解產(chǎn)生光的干涉的條件和楊氏實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。

（2）通過干涉實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象和干涉條紋的特征（3）使學(xué)生掌握在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的原因及條件。

2、過程與方法

（1）在機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的知識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)探究，小組合作學(xué)習(xí)探究掌握光的干涉條件，推理在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成亮條紋和暗條紋的原因及產(chǎn)生亮暗條紋的條件。

(2)通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力．

3、情感態(tài)度價(jià)值觀

(1)通過“楊氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，滲透科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物的物理思維方法．

(2)培養(yǎng)學(xué)生循著科學(xué)家足跡自主探究科學(xué)知識(shí)的能力，從而真正實(shí)現(xiàn)使每個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展的目標(biāo)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

（1）使學(xué)生知道雙縫干涉產(chǎn)生的條件，認(rèn)識(shí)干涉圖樣的特征。（2）理解雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生亮條紋和暗條紋的條件 【教學(xué)難點(diǎn)】

對(duì)雙縫干涉圖樣中亮條紋和暗條紋產(chǎn)生原因的正確理解,如何用波動(dòng)說來說明明暗相間的干涉條紋，在時(shí)間上是穩(wěn)定的，空間上存在著加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔，如何理解“加強(qiáng)”和“減弱”．

【教學(xué)方法】 類比、實(shí)驗(yàn)、分組探究 【教學(xué)工具】

多媒體課件、激光光源、雙縫、紅、綠、藍(lán)、紫濾色片；激光干涉演示儀． 【教學(xué)過程】 課題引入：

在日常生活中，我們見到許多光學(xué)的現(xiàn)象。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(zhì)到底是什么？ 新課教學(xué)：

一、兩大學(xué)說之爭(zhēng)：

在17世紀(jì)以牛頓為代表的一派認(rèn)為：“光是一種物質(zhì)微粒，在均勻的介質(zhì)中以一定的速度傳播”

以惠更斯為代表的一派認(rèn)為：“光是在空間傳播的某種波”

二、光的干涉：

（一）假設(shè)：光是一種波，則必然會(huì)觀察到波的特有現(xiàn)象。波的特有現(xiàn)象有哪些？學(xué)生答：波的干涉和衍射

學(xué)生回顧：機(jī)械波的特有現(xiàn)象——干涉（學(xué)生完成學(xué)案上的知識(shí)回顧）學(xué)生點(diǎn)評(píng)(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1．光的干涉現(xiàn)象——揚(yáng)氏干涉實(shí)驗(yàn)．

(1)引導(dǎo)：只要我們能看到光的干涉現(xiàn)象，就能說明光具有波動(dòng)性。聲波發(fā)生干涉聽到有些地方強(qiáng)，有些地方弱。光若發(fā)生干涉在屏幕上會(huì)看到什么現(xiàn)象？

學(xué)生回答：會(huì)看到有些地方亮有些地方暗 板書：光的干涉(2)揚(yáng)氏實(shí)驗(yàn)．

1801年英國物理學(xué)家托馬斯·揚(yáng)在實(shí)驗(yàn)室里成功的觀察到光的干涉現(xiàn)象。請(qǐng)大家?guī)е鴮W(xué)案上的問題看課本，請(qǐng)學(xué)生回答學(xué)案上的問題。請(qǐng)大家參照楊氏實(shí)驗(yàn)利用身邊的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 問:你們看到什么現(xiàn)象？（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：

學(xué)生回答圖樣的特點(diǎn)：(1)明暗相間．(2)亮紋間等距，暗紋間等距．(3)兩縫S1、S2中垂線與屏幕相交位置是亮條紋——中央亮紋．

提出問題：明暗相間的條紋說明了什么？

光在傳播的共同區(qū)域發(fā)生加強(qiáng)和減弱，光發(fā)生了干涉現(xiàn)象。老師陳述：光發(fā)生干涉說明光是一種波。

既然光是一種波，我們就試著用波的理論來解釋為什么中央會(huì)出現(xiàn)亮條紋？

2．運(yùn)用波動(dòng)理論進(jìn)行分析．

由于S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)P0點(diǎn)的路程一樣，所以這兩列波的波峰或波谷同時(shí)到達(dá)P0點(diǎn)。這兩列波總是波峰與波峰疊加、波谷與波谷疊加，他們?cè)邳c(diǎn)相互加強(qiáng)，因此在P0這里出現(xiàn)了一個(gè)亮條紋。

過渡：該同學(xué)回答得很好，請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)研究其它亮條紋。間隔一會(huì)兒，請(qǐng)學(xué)生回答研究方案。．(2)屏幕上出現(xiàn)亮紋、暗紋的條件．

在示意圖中，S1和S2為一對(duì)相干光源，兩組半徑相同的同心圓表示S1和S2兩相干光源向外傳播的兩列波．學(xué)生在圖上分析。

總結(jié)規(guī)律：凡光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的位置，產(chǎn)生亮條紋；凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置，產(chǎn)生暗條紋，即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式：

亮紋 光程差δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差??(2k?1)?2(k?1,2,3,4..................)

3．用雙縫觀察白光的干涉圖樣．

讓學(xué)生猜測(cè)干涉圖樣，然后課后試驗(yàn)

(三)課堂小結(jié)

1．托馬斯·揚(yáng)在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實(shí)驗(yàn)．光的干涉現(xiàn)象微粒說無法解釋，而波動(dòng)說可做出完善解釋，使人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)性．

2．兩個(gè)相干光源發(fā)出的光在屏上某處疊加時(shí)如果同相，光就加強(qiáng)，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生明暗條紋，其特征是在中央明紋兩側(cè)對(duì)稱地分布著明暗相間的各級(jí)干涉條紋，且相鄰明紋和相鄰暗條紋的間隔相等．

單色光：亮紋 光程差 δ=kλ(k=0，1，2?)． 暗紋：光程差 ??(2k?1)?2(k?1,2,3,4..................)

3、復(fù)色光則出現(xiàn)彩色條紋。

第四篇：《光的干涉》教學(xué)設(shè)計(jì)

選修3-4 第5-1節(jié)《光的干涉》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

本節(jié)主要講楊氏雙縫干涉原理和相干光源的概念。重點(diǎn)是雙縫干涉中波的疊加形成的明暗條紋的條件及判斷方法。要把光波的干涉和機(jī)械波的干涉聯(lián)系起來，引用路程差的概念，應(yīng)用學(xué)生已有的波的疊加的知識(shí)，分析光屏上明暗條紋的分布規(guī)律，即與兩個(gè)狹縫的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條紋，與兩個(gè)狹縫的路程差是半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)與技能

◆會(huì)觀察與描述光的雙縫干涉現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)單色光雙縫干涉條紋的特征。

◆知道單色光雙縫干涉亮、暗條紋形成的原理。

◆知道產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的條件。

2．過程與方法

▲通過對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察分析，認(rèn)識(shí)干涉條紋的特征，獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。

▲嘗試運(yùn)用波動(dòng)理論解釋光的干涉現(xiàn)象。

▲體驗(yàn)觀察到光的雙縫干涉以支持光的波動(dòng)說的假說上升為理論的方法。

▲通過機(jī)械波的干涉向光的干涉遷移，經(jīng)歷知識(shí)同化、抽象建模的物理思維過程。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

●體驗(yàn)探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

●欣賞光現(xiàn)象的奇妙和諧。

●了解光干涉現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)對(duì)推動(dòng)光學(xué)發(fā)展的意義。

三、重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：1．觀察與描述光的雙縫干涉現(xiàn)象。

2．雙縫干涉中波的疊加形成的明暗條紋的條件及判斷方法。難點(diǎn)：用波動(dòng)理論解釋明暗相間的干涉條紋。

四、教具準(zhǔn)備：

⑴實(shí)驗(yàn)裝置：激光器，雙縫干涉演示儀 ⑵多媒體課件：水波干涉的視頻，托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理示意圖，PPT課件、多媒體動(dòng)畫等。

五、教學(xué)過程

在光的折射一課中，從實(shí)驗(yàn)中得出的折射定律sin?1sin?2?n21與從惠更斯原理得出的結(jié)論形式一致，是否可以推測(cè)光可能是一種波？

學(xué)生思考與交流后得到：如果光是一種波，則要有波的特征現(xiàn)象作實(shí)驗(yàn)支持。干涉是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生干涉，因此可以用光是否具有干涉現(xiàn)象來判斷光是不是一種波。

復(fù)習(xí)提問：（課件展示下列問題及右圖）

右圖是兩列水波某時(shí)刻干涉的示意圖，S1、S2是振動(dòng)情況總是相同的波源，實(shí)線代表波峰，虛線代表波谷，直線OO?是S1S2的中垂線，在此時(shí)刻介質(zhì)中a點(diǎn)為兩波谷疊加，b點(diǎn)為波峰與波谷疊加，c點(diǎn)為兩波峰疊加，d點(diǎn)是處于某種中間狀態(tài)的疊加。問：a、b、c、d中哪些是出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)的地方，哪些是出現(xiàn)振動(dòng)減弱d 地方，哪些是出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的中間過渡狀態(tài)？（一般情況下，學(xué)生能順利回答a、c兩點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，對(duì)于d點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)議。教師可做如下引導(dǎo)）

設(shè)問：b點(diǎn)位于什么位置呢？ 學(xué)生答：略

（教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析）既然S1S2到d點(diǎn)的路程差為零，根據(jù)波動(dòng)理論，兩波源在d點(diǎn)處激起的振動(dòng)總是一致的，雖然該時(shí)刻是中間狀態(tài)的疊加，但兩列波在d點(diǎn)處

第 1 頁 的疊加，激起d點(diǎn)的振動(dòng)的振幅（教師強(qiáng)調(diào)是振幅最大，而非位移最大，即使是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，也有位移為零的時(shí)候）仍為最大，故d點(diǎn)還是振動(dòng)加強(qiáng)的地方。

（屏幕展示“水波干涉”的視頻，通過已有知識(shí)的遷移讓學(xué)生走進(jìn)光的雙縫干涉）

讓學(xué)生觀察并描述穩(wěn)定水波干涉現(xiàn)象的特征：即出現(xiàn)振動(dòng)總是加強(qiáng)和振動(dòng)總是減弱的區(qū)域，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔的現(xiàn)象；指出干涉現(xiàn)象是兩列波在空間相遇疊加的結(jié)果；強(qiáng)調(diào)要得到穩(wěn)定干涉圖樣需要兩波源的振動(dòng)情況完全相同．

一、波的特征現(xiàn)象之一 ——干涉 現(xiàn)象——振動(dòng)加強(qiáng)與減弱的區(qū)域確定 條件——兩列波的頻率相同（必要條件）

設(shè)問1：預(yù)期的光（例如紅光）的干涉圖樣是怎樣的？

要求回答：

單色光的干涉現(xiàn)象是明暗相間的條紋．（從機(jī)械波遷移至光波）設(shè)問2：日常生活中為什么不易看到光的干涉現(xiàn)象？

學(xué)生交流后教師總結(jié)：要產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象必須要有兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的光源，包括頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定。而普通光源發(fā)出的光，是大量原子躍遷時(shí)發(fā)出的，由不連續(xù)的波列組成，各波列的相位是無規(guī)則變化的，這是由原子發(fā)光的特點(diǎn)決定的。因此，兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光，即使是頻率相同的單色光也不能保持恒定的相位差。

設(shè)問3：如何通過實(shí)驗(yàn)控制而獲得光的干涉現(xiàn)象？

學(xué)生交流后教師歸納：實(shí)驗(yàn)控制的關(guān)鍵在獲取振動(dòng)情況完全相同的光源，讓兩個(gè)完全相同的“相干光源”發(fā)出的光在同一空間疊加，用屏在疊加區(qū)域接收，應(yīng)可得到預(yù)期的現(xiàn)象。1801年英國的托馬斯·楊想出了一個(gè)巧妙的辦法，把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束，從而找到了“兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源”，如愿以償?shù)挠^察到了光的干涉現(xiàn)象。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的巧妙，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)被評(píng)為十大美麗物理實(shí)驗(yàn)之一（排第五名，多媒體投影如右圖）。

二、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

1．演示實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象

（屏幕顯示托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理示意圖，如圖1所示，介紹楊氏實(shí)驗(yàn)）

教師強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：?jiǎn)慰p的作用是獲取單一頻率的光源；雙縫屏上的兩條狹縫離的很近，到前一條狹縫的距離相等，所以兩條狹縫處光的振動(dòng)情況完全相同．說明楊氏最初的實(shí)驗(yàn)所用的不是狹縫，而是小孔，后來，他發(fā)現(xiàn)改用狹縫后干涉圖樣更加明亮，于是后人把他的實(shí)驗(yàn)叫做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。楊氏實(shí)驗(yàn)成功獲得亮暗相間的干涉圖樣，證明光的確是一種波。

（教師采用激光作為光源演示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)）

教師操作：⑴打開激光器，直接把激光打到后背的墻（光屏）上（易觀察）．要求學(xué)生說出觀察到的現(xiàn)象——激光沿直線傳播，打到墻上是一個(gè)亮斑。

⑵在激光器前加一雙縫，讓學(xué)生再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象。

學(xué)生活動(dòng)：①在加雙縫前，請(qǐng)一學(xué)生來觀察雙縫，因?yàn)殡p縫間距太小，大約0.1mm左右，一般很難看出是雙縫，可以讓其他同學(xué)幫助想辦法，如將雙縫屏迎著光去看便可看出。

②仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并描述加雙縫前、后在光屏上觀察到的現(xiàn)象：光到達(dá)屏上的范圍比不加雙縫時(shí)大了；屏上出現(xiàn)了明（紅）暗相間的條紋；條紋間距相等；還可以請(qǐng)剛才觀察雙縫的學(xué)生說出，明暗相間的條紋走向與雙縫的方向平行。

教師設(shè)問：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才的觀察，歸納雙縫干涉圖樣的特征。

學(xué)生討論后回答：⑴亮暗相間的條紋；⑵ 條紋間距相等；⑶ 光到達(dá)的范圍比“直線傳播”的大。

第 2 頁 教師設(shè)問：為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的圖樣？怎樣用波動(dòng)理論解釋光的干涉現(xiàn)象。

三、比較推理、分析現(xiàn)象

我們可以仿照機(jī)械波的干涉，用波動(dòng)理論來分析屏上明暗條紋的分布情況： ⑴中央明條紋(課件投影右圖)S1、S2到P0點(diǎn)距離相同，所以這兩列波的波峰或波谷同時(shí)到達(dá)P0點(diǎn)，在這一點(diǎn)，兩列波的波峰與波峰疊加，波谷與波谷疊加，他們?cè)赑0點(diǎn)相互加強(qiáng)，因此這里出現(xiàn)明條紋。

⑵第一亮條紋

S1、S2到P1點(diǎn)距離不相同，S2到P1的距離比S2到P1的距離大一個(gè)波長(zhǎng)?。所以當(dāng)S1的波峰(或波谷)到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)，S2的波峰(或波谷)也到達(dá)P1點(diǎn)。在這一點(diǎn)，兩列波的波峰與波峰疊加，波谷與波谷疊加，他們?cè)赑1點(diǎn)相互加強(qiáng)，因此這里也出現(xiàn)明條紋。

⑶第一暗條紋

S1、S2到Q1點(diǎn)距離不相同，S2到Q1的距離比S2到Q1的距離大半個(gè)波長(zhǎng)?2。所以當(dāng)S1的波峰(或波谷)到達(dá)Q1點(diǎn)時(shí)，S2的波谷(或波峰)也到達(dá)Q1點(diǎn)。在這一點(diǎn)，兩列波的波峰與波谷疊加，他們?cè)赒1點(diǎn)相互減弱，因此這里出現(xiàn)暗條紋。

教師設(shè)問：同學(xué)們能否自己歸納一下屏上出現(xiàn)明條紋或者暗條紋的一般條件呢？

學(xué)生思考討論后得出結(jié)論：凡光程差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的位置，產(chǎn)生亮條紋；凡光程差等于半波奇數(shù)倍的位置，產(chǎn)生暗條紋。即產(chǎn)生亮暗條紋條件表達(dá)式：

亮紋：光程差??k?(k?0、1、2……)

暗紋：光程差??(2k?1)?2(k?1、2、3……)

為了鞏固理解干涉的穩(wěn)定性，教師課播放多媒體動(dòng)畫(右圖為該動(dòng)畫的截圖，本動(dòng)畫可以逐幀播放，動(dòng)畫每播放一幀，波向前傳播一個(gè)周期，由動(dòng)畫可以清晰看出干涉加強(qiáng)的位置每一時(shí)刻都是加強(qiáng)的，而減弱的位置每一時(shí)刻都是減弱的。)

教師設(shè)問：在上面的分析中，屏上位于P(中央明紋位置)和Q1(第一暗紋位置)之間的某一點(diǎn)是明紋還是暗紋呢？

學(xué)生茫然??

教師指出：其實(shí)，我們剛才討論的所謂振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，實(shí)際上應(yīng)該是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，該點(diǎn)振幅最大(等于兩列波的振幅之和)，而振動(dòng)減弱的點(diǎn)實(shí)際上是振動(dòng)最弱的點(diǎn)，該點(diǎn)振幅最小(等于兩列波的振幅之差)。像這樣的點(diǎn)我們稱為明條紋中心位置或暗條紋中心位置。大家從干涉圖樣上可以看出明條紋到暗條紋是逐漸過渡過去的。(這是學(xué)生理解上的難點(diǎn)，此時(shí)教師再用多媒體投影干涉圖樣，讓學(xué)生仔細(xì)觀察，加深體會(huì)。)思考題：試著推導(dǎo)出明條紋(暗條紋)中心位置的表達(dá)式。(為下一節(jié)的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ))本題在教師的指導(dǎo)下師生共同完成。

四、相干光源

如果兩個(gè)光源發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個(gè)光源叫做相干光源。（全課總結(jié)、提升）

1．托馬斯·楊在歷史上第一次解決了相干光源問題，成功做出了光的干涉實(shí)驗(yàn)．光的干涉現(xiàn)象是微粒說無法解釋的，使人們認(rèn)識(shí)到光具有波動(dòng)性。

第 3 頁 2．兩個(gè)相干光源發(fā)出的光在屏上某處疊加時(shí)，如果同相光就加強(qiáng)，如果反相光就減弱，于是產(chǎn)生亮暗條紋，其特征是在中央亮紋兩側(cè)對(duì)稱地分布著亮暗相間的各級(jí)干涉條紋，且相鄰亮紋和相鄰暗紋的間距相等。

3．亮暗相間條紋反映光的能量在空間分布情況。暗條紋處光能量幾乎是零，表明兩列光波疊加彼此相互抵消，這并不是光能量損耗了或變成其它形式能量，而是按波的傳播規(guī)律，沒有能量傳到該處；亮條紋處的光能量比較強(qiáng)，光能量增加，也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量，而是按波的傳播規(guī)律，到達(dá)該處的能量比較集中。

五、作業(yè)設(shè)計(jì)

1．課本練習(xí)1、2、3并預(yù)習(xí):用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)。2．例舉生活中見過的光的干涉現(xiàn)象。

第 4 頁

第五篇：教案 光的等厚干涉與應(yīng)用

教案 光的等厚干涉與應(yīng)用

林一仙 一 目的

1、觀察光的等厚干涉現(xiàn)象，加深理解干涉原理

2、學(xué)習(xí)牛頓環(huán)干涉現(xiàn)象測(cè)定該裝置中平凸透鏡的曲率半徑

3、掌握讀數(shù)顯微鏡的使用方法

4、掌握逐差法處理數(shù)據(jù)的方法 二

儀器

讀數(shù)顯微鏡，鈉光燈，牛頓環(huán)裝置 三

原理

牛頓環(huán)裝置是一個(gè)曲率半徑相當(dāng)大的平凸透鏡放在一平板玻璃上，這樣兩玻璃間形成空氣薄層厚度e與薄層位置到中央接觸點(diǎn)的距離r，凸透鏡曲率半徑R的關(guān)系為：

r2e?

2R

(a)

圖20—1 根據(jù)干涉相消條件易得第K級(jí)暗紋的半徑與波長(zhǎng)λ及牛頓環(huán)裝置中平凸透鏡的凸面曲率半徑R存在下述關(guān)系：

(b)

R?2K?2r2K?4K?d2K

根據(jù)dK與K成正比的性質(zhì)采取逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

dm?dn?4?R(m?n)

四 教學(xué)內(nèi)容和步驟

1、牛頓環(huán)裝置的調(diào)整，相應(yīng)的提出問題，怎樣將干涉圖樣調(diào)到裝置的中心？

2、顯微鏡的調(diào)節(jié)，焦距怎么調(diào)？叉絲怎樣調(diào)節(jié)？干涉圖樣不清晰怎么辦？反光鏡怎么用？刻度尺怎么讀？

3、讀數(shù)方法，要防止螺距差。讀完一組之后要把牛頓環(huán)轉(zhuǎn)90度再重新讀一組。

4、用逐差法處理數(shù)據(jù)，忽略儀器誤差。五 注意事項(xiàng)

1、儀器輕拿輕放，避免碰撞。

2、鏡頭不可用手觸摸，有灰塵時(shí)用擦鏡紙輕輕拂去不能用力擦拭。調(diào)焦及調(diào)鼓輪時(shí)不可超出可調(diào)范圍。為防止產(chǎn)生螺距誤差，測(cè)量過程中鼓輪只能往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不許中途回倒鼓輪。六 主要考核內(nèi)容

1、預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容是否完整，原理圖、公式、表格等是否無誤。

2、看是否將干涉圖樣調(diào)出來，數(shù)據(jù)是否有誤等。