高中物理光干涉教案全集
高中物理光干涉教案
教学目标
1，知识技能:
(1)引导学生在现有几何光学知识的基础上，回顾人类对光的本质认识的发展过程。
(2)在复习机械波干涉的基础上，让学生了解光干涉的条件和杨氏实验的设计原理。
(3)使学生掌握双缝干涉实验中产生明暗条纹的原因和条件，了解其相关计算，从而明确利用双缝干涉的关系可以确定光波的波长。
(4)通过干涉实验，学生可以对光的干涉现象有更深刻的理解。
2.过程和方法
教学中有两个探究性问题。
(1)在机械波引起的干涉现象知识的基础上，学生可以通过自学掌握光的干涉条件，双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因和条件。
(2)小组合作学习探究哪些因素与相邻两个亮条纹(或暗条纹)之间的距离有关。
3.情感态度和价值观
培养学生的合作精神、团队意识和集体观念，培养学生跟随科学家的脚步独立探索科学知识的能力，真正实现让每一个学生都得到发展的目标。
教学重点
(1)使学生了解双缝干涉的条件，掌握干涉图样的特征。
(2)了解双缝干涉实验中产生明暗条纹的条件。
(3)了解相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离，并应用此规律解决实际问题。
教学困难
(1)正确理解双缝干涉图样中明暗条纹的成因
(2)了解双缝干涉图样中影响相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素。
教学方法
类比、实验和小组探索
教学工具
PPT课件，玩具激光光源，光栅(双缝)
教学过程
话题介绍:
问题1:在日常生活中，我们看到很多光学现象。这些自然现象是如何形成的？
画面显示:如光的直线传播、彩虹和“海市蜃楼”
导读:自然界中光的现象如此丰富多彩，让人不禁要问，光的本质是什么？
新课程教学:
首先，两种理论之间的争议:
17世纪，以牛顿为代表的学派认为“光是一种物质粒子，在均匀介质中以一定速度传播”。
一派以惠更斯为代表，认为“光是一种在空间传播的波”
学生讨论:你同意谁的观点？并说出你同意的原因。
二、光的干扰:
(1)假设光是一种波，波的独特现象必然会被观察到。
学生评论:干涉，机械波的独特现象
引导:只要能看到光的干涉现象，就能说明光具有波动性。
(2)实验探究:
1.怎样才能让两列光相遇时发生干涉？
演示:两个独立的激光源相遇。
问题:为什么看不到干涉现象？干涉的条件是什么？
历史介绍:其实很难找到两个可以互相干涉的光源。直到1801，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉。
2.托马斯·杨双缝干涉实验介绍；
本文介绍了一种实验装置，该装置在挡板上有两条狭缝。当一束单色光投射到挡板上时，两个狭缝就相当于两个完全相同的光源——相干光源。
光的干涉条件:相干光源
3.演示实验:双缝干涉实验
思考:光线穿过双缝后，墙壁会发生什么变化？这是什么意思？
师生总结:光有波动。
引导学生参考课本彩色图片中的双缝干涉图案
小组讨论:光的干涉图样有什么特点？
得到了实验现象:中心亮条纹，等间距的明暗交替条纹。
问题(现象解释):如何解释屏幕上的亮条纹(暗条纹)？
屏幕上的亮条纹和暗条纹在哪里？立即生产的条件是什么？
小组讨论:形成认识，派代表说明理由。
光屏上出现亮条纹(或暗条纹)的条件:
明亮的条纹:(n=0，1，2，3...)
深色条纹:(n=0，1，2，3...)
高中物理光干涉教案2
教学目标
知识和技能
1.通过实验观察了解光的干涉现象，从光的干涉现象知道光是波。
2.掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，哪里出现亮条纹，哪里出现暗条纹。
(2)流程和方法
1.通过杨氏双缝干涉实验，实现了将点光源发出的一束光分成两束的设计思想，得到了相干光源。
2.根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理和探索知识的能力。
(3)情感、态度和价值观
通过对光的本质的初步认识，建立辩证唯物主义世界观。
双缝干涉像形成的实验与分析。
教学中很难确定亮线(或暗线)的位置。
教学方法包括复习题、实验探究和计算机辅助教学。
教学设备:一台JGQ氦氖激光器、双缝干涉仪、多媒体计算机及投影设备、多媒体课件(相关静态图片及Flash动画)。
教学过程
(一)引入新课程
复习机械波的干涉
[复习问题，归纳猜测]
[多媒体投影静态图片]
老师:你还记得这张图片吗？
学生:对，波的干涉图。
老师:【投影问题】请回忆并思考以下问题:
图中，S1和S2是两个振动条件始终相同的波源。实线表示波峰，虚线表示波谷。A、B、C、D、E中的哪些点加强了振动？振动在哪些点减弱？
不出所料，大部分同学都能回答A点和C点振动加强，D点和E点振动减弱，但对B点有争议，一个认为B点是振动加强点，另一个认为B点是从加强到减弱的过渡状态。
师:B点振动的加强和减弱是由什么决定的？只有了解这一点，才能解决两个学校的学生之争。
(有同学小声说“距离差”)
老师:好！刚才这位同学说到点子上了，请分析一下B点和S1和S2的距离差。
生:从图中可以看出，OO’是连接S1和S2的中间垂直线，所以B和S1与S2的距离差为零。
老师:那B点应该是振动——(学生一起回答):加强点。
老师总结了机械波干涉的规律，强调两列波的振动总是完全一样的。)
老师:根据光的波动理论，光具有波动特性。那么，如果振动的两列始终是同一个光叠加，那么也应该有振动加强和减弱的区域，振动加强和减弱的区域是相互分离的。那么这种干扰是一种什么样的模式呢？让我们猜猜。
生:应该是明暗相间的格局。
老师:猜测有道理。那么有同学看到这种现象吗？
(学生沉默，表示没人看到。)
老师:好像大家都没看过。原因是什么？
【健康1】可能是日常生活中找不到两个振动相同的光源。
【2】也许我们看到了却不知道是光的干涉。
老师:两位同学分析的很好。或许是没有干扰，又或许是他们相遇时并不认识。让我们看看分析中他们谁是对的。
生:我觉得生1的说法不成立。这样的光源有很多，像我们教室里的荧光灯。我觉得他们完全一样。
老师:很好。我们可以当场试一试。
(先打开一个荧光灯，然后在对称位置打开另一个荧光灯)
老师:请仔细找。墙上、地上、天花板上有没有明暗的干扰？
(大家积极寻找，一无所获，积极思考，纷纷议论)
师:看来，两个看似相同的荧光或白炽灯光源，并不是“振动相同的光源”。
[投影]
老师:1801年，英国物理学家托马斯·杨想出了一个巧妙的办法，将一个点光源分成两束，从而发现了“同振两个光源”，并成功观测到干涉条纹，为光的涨落理论提供了有力的证据，促进了人们对光的本质的认识。让我们重做这个著名的双缝干涉实验。
新课。
1.杨氏干涉实验
[动手实验、观察和描述]
介绍杨氏实验装置(如图)
教师:演示氦氖激光双缝干涉实验。
用激光器发出的红光(平行光)垂直照射双缝，将干涉图样投射到教室的墙上，引导学生观察现象。
现象:可以看到墙上有明暗干涉条纹。
老师:(介绍)狭缝S1和S2很近，双缝的作用是将同一光束分成“振动始终相同”的两束。这样就得到两列频率相同的光波，叠加在屏幕上就会出现明暗相间的条纹。"
结论:杨氏实验证明了光确实是一种波。
2.亮(暗)条纹的位置
[比较推理、探究和分析]
老师:通过实验，我们现在知道光是有波动的。现在能不能根据机械波的干涉理论，认真探讨一下实验中的明暗条纹是如何形成的？
[投影]
图中，点P0和S1与S2的距离相等，距离差δ = S1p0-S2P0 = 0应呈亮线(中心亮线)。
【演示动画】图20-3中，S1与S2发出的正弦波在P点相遇并重叠，P点的振动增强(如图)。
嵌入MSPhotoEd.3
鉴于以上动画的呈现角度和效果，老师会在此基础上播放动画，如下图所示，让学生更加清晰。无论波处于什么初始状态，P0点的振动总是遇到波峰或波谷，振幅A总是A1和A2之和，即P点总是振动加强点，应该出现亮线。
嵌入MSPhotoEd.3
老师:那其他的点呢？
[投影]
嵌入MSPhotoEd.3
P1应该出现什么样的条纹？
高中物理光干涉教案三
教材的选择
人教版普通高中课程标准实验教材物理选修课3-4第十三章第三节。
教学内容分析
(一)作用和地位
这一节是在机械波的基础上发展起来的，机械波继承了几何光学，也是后来研究光的衍射的基础。本节揭示了光的波动，促使人类对光的本质有进一步的认识。同时也与选修课3-5“光电效应”构成了光的波粒二象性，因此这一节具有重要的研究意义。
课程标准
1，观察光的干涉现象；2、知道干涉现象的条件。
(三)课程特点
课程标准是课程的宏观结构，教材是课程的微观结构。本节从教材特点出发，提出猜想:如果光真的是波；然后进行杨氏双缝实验，得到干涉图样，证明光是波。最后讨论了光程差与半波长的关系，得到了明暗条纹出现的条件。
但教材中并没有突出“空间”干扰；双缝干涉实验示意图没有直观展示，影响学生对光的干涉机理的理解；增加了学习难度，所以我对教材做了如下处理:
1.增加创新演示实验，利用廷德尔效应展示干涉路径，有助于学生深入理解物理规律；
2.通过演示光波直观图，生动展示光波干涉机理，将抽象的光波化为直观；
3.加强教学中的逻辑性，注重知识建构的过程；
学生情况分析
(一)思维的特点
根据皮亚杰的理论，高二学生正处于形式运算的思维阶段，遵循着由简单到复杂、由直观到抽象的认知规律，但抽象思维能力还不够强，往往需要具体的表象或对类似具体经验的类比来支撑思维过程。
知识库
学生学习了机械波的内容，对机械波的干涉和波的叠加原理有了一定的了解。
认知困难
而学生的知识迁移能力相对较弱，光的干涉机理比较抽象，对光的干涉没有本质的理解。
教学目标分析
知识和技能
(1)知道光干涉的条件，知道光是波；
(2)了解光的干涉现象和干涉条纹的分布特征；
(3)知道路径差与明暗条纹的关系。
(2)流程和方法
(1)通过光干涉和机械波干涉的类比，培养学生的比较分析能力和知识迁移能力。
(3)情感、态度和价值观
(1)通过观察和实验培养学生实事求是的科学态度。
(2)通过了解杨氏双缝干涉实验，培养学生对物理学史的感情，增加对物理的热爱。
教学中的重点和难点
重点:光的干涉特性和产生条件。
焦点:明暗条纹的成因
教学策略分析
第一，教学方法
主要采用实验法、讲座法、提问法等方法，教学过程设计为以吹肥皂泡激发学生兴趣的实验为出发点，以观察实验和已有知识为基础，提出“肥皂泡表面的条纹最初为什么会形成？”等问题作为师生对话活动的主线，
实验法
通过探究杨氏双缝实验，观察光干涉的特点，得出光是波的结论。通过创新演示实验，用廷德尔效应揭示干涉路径，展示光干涉的空间性，进一步理解光的波动。通过演示模拟波在空间P点的三种叠加情况(峰-峰、谷、峰-谷)，可以理解光的干涉机理。
(2)教学方法
通过熟悉的机械波干涉，走向光干涉的新情境，加强学生的知识迁移能力。
第二，学习法律的指导
在学习方法的指导上，要注意引导学生在合作实验中探究，多观察多思考，多独立讨论，重视分析归纳，使学生在获得新知识的同时，独立发现问题、解决问题，提高合作意识，独立思考，游刃有余，理解物理的思想。
教学准备
教具:肥皂水、激光笔、双缝、支架、水槽、清水、牛奶、自制教具等。
多媒体:PPT、图片、平面模型、动画、视频等。
实验创新
除了介绍新课中用到的趣味实验和双缝实验，这节课还设计了两个实验。
实验1传统的双缝干涉实验无法清晰地表现出干涉的广阔性，但通过在清水中加入牛奶，利用廷德尔效应显示干涉路径，进一步加深了学生对光波动的理解。
实验二，课本中光干涉的插图没有让学生清楚地理解干涉的机理。利用演示实验，制作了两个系列的波在空间某一点的三种叠加情况(峰对峰叠加、谷对谷叠加、峰对谷叠加)，直观地展示了光波叠加的实际过程，使学生更好地理解明暗条纹产生的原因。
教学过程
教学过程设计
教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图1。创设情境，引入话题:
介绍设备:肥皂水、塑料环
演示实验:吹泡泡
二、创新演示实验演示空间干涉
1.学习物理学史，增强对物理学的热爱。
介绍了以牛顿为代表的物理学家认为光是粒子，以惠更斯为代表的物理学家提出了涨落和托马斯·杨实验。
2.进行实验探究，观察实验现象。
实验设备:绿光激光器、双缝、光幕。
介绍了实验装置，并进行了双缝干涉实验。
观察实验，总结现象:中间有一条亮条纹，有明暗相间的条纹。
光干涉条件:频率、相位差、振动方向相同。
实验结论:光是一种波。
干涉图样特征:出现中央亮线，亮度向两侧变暗；亮(暗)条纹的宽度是相同的。
3.演示创新实验，演示空间干涉。
前后移动激光笔，引导学生观察干涉图样。
实验设备:单色激光、双缝、牛奶、水槽、水。
用丁达尔现象演示光的干涉路径。
进一步了解光的波动。
得出光干涉在整个叠加空间区域。
第三，演示图像图，了解干涉原理。
通过演示直观的光波叠加图:类比机械波的叠加图，在空间的某一点P处，刚好有两个相干波峰叠加在波峰上。因为波峰振幅最大，振动方向相同，叠加的振幅更大，所以相干性加强，迁移到抽象光波，在光幕上是亮条纹，同样，这里波谷叠加的也是亮条纹，而波峰波谷是暗条纹。
(同理，山谷叠加也是亮条纹，叠加图不显示。)
浅色波峰和波谷的叠加抵消成深色条纹
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