- 高中光的衍射教案
光的衍射教案
一、教學目標
(一)知識目標
1. 知道什么是光的衍射，知道光的衍射現象和條件。
2. 掌握單縫和圓孔衍射圖樣的特點。
(二)能力目標
1. 通過觀察實驗，培養觀察能力和思維能力。
2. 通過實驗探究，培養實驗能力和分析問題的能力。
(三)情感目標
通過光的衍射現象的教學，使學生體會到物質世界的基本規律，培養學生勇于探索、勇于實踐的科學態度。
二、教學重難點
(一)教學重點
光的衍射現象和條件，單縫和圓孔衍射圖樣的特點。
(二)教學難點
單縫和圓孔衍射圖樣的特點的理解。
三、教學過程
(一)新課引入
演示實驗：讓一束平行的自然光垂直入射到單縫的屏上，用自制的單縫儀器觀察光的衍射現象。讓學生觀察屏上出現的現象。教師提問：屏上出現的現象說明了什么問題？學生回答：光是一種波。教師再問：用什么方法可以產生光的衍射現象？學生回答：障礙物或孔的尺寸可以跟光波的波長相比或比光波的波長還小時就可以看到明顯的衍射現象。教師指出：當孔或障礙物的尺寸比光波的波長大得多時，光能沿直線傳播，而當它們比光波的波長小或相差不多時，光就發生衍射現象。那么，什么是光的衍射？它與干涉有何區別？演示實驗中看到的明暗相間的直條紋說明了什么？這就是我們這節課要學習的主要內容。
(二)新課教學
板書：第四節 光的衍射
一、光的衍射及其條件
教師講解：光的衍射現象是指光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光繞過障礙物或小孔繼續傳播的現象。光的衍射與光的干涉的最大區別是，光通過障礙物(或小孔)后，不是在屏上生成一個與原入射光強度相同的均勻分布的亮區，而是生成了一個明暗相間的圖樣。這個圖樣稱為衍射圖樣。教師指出：產生光的衍射的條件是障礙物(或小孔)的尺寸可以跟光波的波長相比或比光波的波長還小時才能看到明顯的衍射現象。板書：1.產生光的衍射的條件：障礙物(或小孔)的尺寸可以跟光波的波長相比或比光波的波長還小時才能看到明顯的衍射現象。
二、單縫衍射圖樣的特點
教師講解：在研究單縫衍射圖樣的過程中，我們采用了模擬法。用自制的儀器來模擬單縫的條件，用激光器發出的激光經過擴束器擴束后垂直入射到中央極小孔上，再經過單縫后照射到光屏上，用光電效應法測量光的波長。教師指出：單縫是中間寬兩邊窄的狹縫，對同一列光來講，它產生的衍射圖樣與單縫寬度有關。板書：1.單縫是中間寬兩邊窄的狹縫，同一列光產生的衍射圖樣與單縫寬度有關。請學生觀察并分析單縫衍射圖樣與干涉圖樣的區別。教師講解：干涉圖樣是明暗相間的黑白條紋，其寬度均勻；而衍射圖樣是明暗相間的直條紋，且寬度不均勻。板書：2.單縫衍射圖樣是明暗相間的直條紋；干涉圖樣是明暗相間的黑白條紋；干涉圖樣的寬度均勻；而衍射圖樣的寬度不均勻。教師指出：當單縫寬度越窄時，中央亮條紋越寬，且亮度越高；兩側亮條紋寬度變窄，亮度也降低；當縫寬與波長相近或比波長還小時就很難看到明顯的亮條紋了。板書：3.當單縫寬度越窄時，中央亮條紋越寬；兩側亮條紋寬度變窄；當縫寬與波長相近或比波長還小時就很難看到明顯的亮條紋了。請學生分析中央亮條紋兩側明暗相間的直條紋的情況。教師講解：中央亮條紋兩側出現的是等間距的直條紋。請學生思考：怎樣用幾何作圖法畫出單縫的夫瑯禾費衍射圖樣？并請一位學生在黑板上畫出其示意圖。教師講解：畫圖時要注意畫上中央亮條紋和兩側明暗相間的直條紋。中央亮紋的位置與
相關例題：
光的衍射教案例題：
實驗：通過單縫的夫瑯禾費衍射
實驗目的：
1. 觀察單縫衍射條紋。
2. 測量單縫寬度和衍射條紋寬度。
實驗原理：
單縫衍射是光繞過障礙物后形成的現象。在實驗中，激光器發出的光經過小孔形成一束平行光，照射在單縫上。由于光的波動性，光會繞過障礙物并形成衍射圖樣。當光通過單縫時，會在其后面放置一張感光膠片，從而記錄下衍射圖樣。
實驗步驟：
1. 將激光器、單縫、感光膠片依次放置在桌面上。
2. 調整激光器，使光束平行并照射到單縫上。
3. 調整單縫寬度，觀察衍射圖樣并記錄。
4. 改變激光器與單縫之間的距離，重復步驟3。
實驗結果：
在實驗中，可以看到不同位置的衍射條紋，記錄下它們的形狀、寬度和間距。通過測量條紋寬度和間距，可以計算出單縫寬度和衍射條紋寬度。
例題分析：
Δx = (λ/L)√(L/a)
其中λ是光的波長。根據此公式，可以推導出單縫寬度a的計算公式：
a = λΔx2/L2
在實際應用中，可以通過測量衍射條紋寬度和激光器與單縫之間的距離，來估算單縫的寬度。這對于光學儀器和設備的制造和調試非常重要。
總結：
通過本例題，我們了解了光的衍射實驗及其結果分析，并利用公式推導出了估算單縫寬度的方法。這有助于加深對光的波動性和衍射現象的理解。
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