高中物理-光的干涉
知识梳理
1.产生稳定干涉的条件：____________________________.
2.相干光源：让一束_____________的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝S 1和S 2上，再由狭缝S 1和S 2组成了两个振动情况总是__________的光源，这样的波源被称为相干光源.
3.双缝干涉中，如果入射的是单色光，出现___________的干涉条纹，当屏上某点到双缝的路程差恰为__________时，在该处将出现亮条纹.当屏上某点到双缝的路程差恰为_________时，在该处将出现暗条纹.
4.条纹间距Δx 与波长λ的关系：用不同波长的光做双缝干涉实验时，干涉条纹间的距离Δx 不同，在双缝间距离d 和双缝到光屏的距离l 一定的情况下，波长越长，干涉条纹间的距离越__________；用白光做双缝干涉时，得到彩色干涉条纹，这表明组成白光的各单色光的波长，其中红光波长最______________，紫光波长最_________；Δx 、d 、l 及λ间满足：Δx=______________.
疑难突破
推导相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离公式
剖析：设两条缝S 1和S 2距离为d ，到光屏的距离为l ，且l d ，P 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，P 到S 1、S 2的距离相等.如图13-2-1所示，从S 1、S 2射出的光波到达P 点经过的路程相等，两列波的波峰（或波谷）同时到达P 点，它们互相加强，在P 点出现亮条纹，叫做中央亮纹.下面我们研究一下离P 点距离为x 的P 1点的情况，P 1到S 1、S 2的距离分别为r 1、r 2，因此从S 1、S 2发出的光波到达P 1点的路程差为r 2－r 1.
图13-2-1
从图中可以看出：
r 12=l 2+(x-2d )2,r 22=l 2+(x+2
d )2 两式相减r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx
由于l>>d ，因此r 2+r 1≈2l.
由r 2-r 1=
l
d x=kλ（k=0，1，2，…） 可得：x=?=?-k d l r r )(1
2l d ·λ(k=0,1,2, …),该处出现明条纹. 当k=0时，即图中的P 点，S 1、S 2到达P 点的路程差为零，P 一定是振动加强点，出现明纹，又叫中央亮纹.
当k=1时，为第一级明纹……由对称性可知在P 点的下方也有和P 点上方相对称的明纹. 同理，由r 2-r 1=（2k+1）
2λ（k=0，1，2，…） 可得x=（2k+1）l d ·2
λ（k=0，1，2，…），该处出现暗条纹.
所以，相邻两条亮纹或暗纹的距离为Δx=l
d λ. 典题精讲
【例1】 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差Δx=0.6 μm ；若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和f 2=7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是（ )
A.用频率为f 1的单色光照射时，出现明条纹
B.用频率为f 2的单色光照射时，出现明条纹
C.用频率为f 1的单色光照射时，出现暗条纹
D.用频率为f 2的单色光照射时，出现暗条纹
解析：根据c=λf 可得两种单色光的波长分别为λ1=148
110
0.5103??=f c m=0.6 μmλ2=148
210
5.7103??=f c m=0.4 μm 跟题给条件Δx=0.6 μm 比较可知Δx=λ1，Δx=2
3λ2，故用频率f 1的光照射双缝时，P 点出现明条纹；用频率为f 2的光照射双缝时，P 点出现暗条纹，该题的正确选项是A 、D. 答案：AD
变式训练1:在杨氏双缝干涉实验中，由双缝S 1、S 2发出的光在屏上某点P 叠加，若光波波长为600 nm ，屏上P 点到S 1、S 2的距离分别为3.2×10-2 mm 和1.1×10-2 mm ，则P 点将出现_______条纹.
答案：暗
变式训练2:激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔Δt ，双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx.若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ) A.v=t l x l ?? B.v=t x l ??λ C.v=t x l ??λ D.v=t
t l ??λ 答案：B
【例2】 用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P 到双缝的路程差δ=1.5×10-6 m ，当单色光波长λ1=0.5×10-6 m ，P 点将形成亮纹还是暗纹？若单色光波长λ2=0.6×10-6 m 时，此时在中央亮纹和P 点之间有几条暗纹？
解析：由双缝干涉出现明、暗条纹的条件，即
S 2P-S 1P=??????±±=+?
??±±=2,1,02/)12(210n n ，，，n n 暗条绞明条绞λλ
由题意可知，当λ1=0.5×10-6 m 时，S 2P-S 1P=nλ1，解得n=3，故P 点为明条纹，且中央亮纹和P 点之间有两条亮纹.
当λ2=0.6×10-6 m 时，S 2P-S 1P=(2n+1)λ/2解得n=5，故P 点为明条纹，且中央亮纹和P 点之间有两条暗条纹.
变式训练:在杨氏干涉实验中，若已知两狭缝间距为1 mm ，双缝到屏的距离为200 cm ，屏上得到的干涉图样如图13-2-2所示，请根据图中的测量数据，求出该单色光的波长和频率.
图13-2-2
答案：500 cm6×1014 Hz
【例3】如图13-2-3所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（)
图13-2-3
A.不再产生干涉条纹
B.仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变
C.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移
D.仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移
解析：本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由双缝发出的光到达屏上P点的光程差仍为零，故中央亮纹不变.
答案：B
变式训练:双缝干涉实验装置如图13-2-4所示，双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为l，调整实验装置使得光屏上可以见到清晰的条纹.关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（)
图13-2-4
A.若将光屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰
B.若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C.若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D.若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大
答案：BD
【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图13-2-5（a）所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图（b）所示.干涉条纹有如下特点：①任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.若现从图（a）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（)
图13-2-5
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
解析：薄膜干涉中，干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹（或暗条纹）必须变疏才能使所在位置下面对应的薄膜厚度跟原先一样，故A正确.
答案：A
变式训练1:如图13-2-6所示是用干涉检查某块厚玻璃板上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的.检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的（)
图13-2-6
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
答案：C
变式训练2:如图13-2-7所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的丝圈，S 是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是图13-2-7中的（)
图13-2-7
答案：D
问题探究
问题：在托马斯·杨的双缝干涉实验中，相干的光源是如何获得的？
导思：在探究实验方法时，一定要根据双缝干涉的条件进行分析，并提出初步的设想. 验证设想是否正确，可以通过实验，也可以通过观察分析，收集事实和材料等多种方法.
若采用实验时，一定要注意做实验时必须满足的条件（如本实验中两缝间距d应很小），影响实验误差的各种因素，必要时还要进行实验误差分析.
因为物理学是一门实验科学，做好实验是学习物理的基础，同时能培养学生的探究性、实践性和自主性，也是学生获取知识的一种途径，也能培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
探究：相干光源的条件是两列光波的频率相同，相差恒定.S1、S2是相干光源才可以完成此实验，相干光源可由下面方法获得.
让单色光照射到一个有小孔的屏上，这个小孔成了一个“点光源”，光从小孔出来后，照射到第一个屏的两个小孔上，这两个小孔距离很近（约0.1 mm），且与前一个小孔的距离相等.若光是某种波，那么任何时刻从前一个小孔发出的光波都会同时到达后面的两个小孔，所以从两个小孔出来的光不但频率相同，而且总是同相的，两个小孔相当于相干光源，从此发出的光在屏上叠加时，若在某点是波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇，光就加强；若是波
峰与波谷相遇，就相互减弱，在屏上应出现明暗相间的条纹，实验也得到了预期的结果.
探究结果：把点光源发出的一束光分成两束，能保证它们具有相同的频率和恒定的相差，若用狭缝代替小孔，可得到更清晰的干涉条纹，这就是著名的杨氏双缝干涉实验，它的意义在于证明了光的波动性.
《波的干涉》教学设计 一、教材分析 本节课是高中物理第二册第十章第六节的内容,波的干涉和波的衍射是波动所特有的现象.对于干涉和衍射现象的学习能加深对波动本质的认识.对本节课的学习也为后面光的本性的学习打下基础.所以这节课有承上启下的作用.另外在近几年高考的试题中关于波的干涉这个知识点经常出现.因此我认为本课在教学占有很重要的地位. 二、教材知识结构 本教材对波的干涉的讨论分三个层次进行展开教学 (一)通过对实际问题及实验现象的观察定性说明了波的独立传播特性. (二)运用矢量叠加原理分析两列波叠加的情形,得出叠加原理. (三)观察波的干涉实验运用波的独立传播特性和波的叠加原理分析干涉现象,得出两列波发生干涉条件和干涉图样的特点 第(一)(二)两个层次的内容是学习第三个层次内容的辅助知识,不是教学的重点,第三个层次的知识是本节课学习的重点.因为波的干涉图样是一种动态的稳定,稳中有动的现象,这对学生的思维能力及空间想象能力要求较高，因而是教学的重点 二、设计思想 “波的干涉”一节是高一物理教材中学生们感到较难理解的部分，难点在于对波的叠加原理的理解、干涉图样的解释。要突破难点，必须做好实验，“发波水槽实验”显现明显，并运用多媒体课件进行模拟演示可较好地解决这一问题。 教学过程中两处应用到多媒体课件。一是用于表现两个单波在相向而行过程中叠加的情况，波的叠加现象在实验中较难演示，“绳波的叠加实验”中几乎看不到现象。本课采用的“发波水槽实验”观察两个波峰的叠加现象较明显，但波峰与波谷、波谷与波谷的叠加情况则无法看到；此外，波的叠加过程非常快，不便对照讲解，也不能定量地看到叠加过程中每一质点的位移与原来两峰引起位移间的关系。要让同学们对波的叠加现象有一个全面的、准确的认识，就需要借助多媒体课件模拟这一叠加过程。本课中另一处借助多媒体表现了动态
高中物理光的波动性和微粒性知识点总结 高中物理中光的波动性和微粒性是每年高考的必考的知识点，可见其是很重要的，下面为同学们详细的介绍了光本性学说的发展简史、光的电磁说等知识点。 1.光本性学说的发展简史 (1)牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流.它能解释光的直进现象，光的反射现象. (2)惠更斯的波动说:认为光是某种振动，以波的形式向周围传播.它能解释光的干涉和衍射现象. 光的干涉的条件是：有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。 ⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等)。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。 2.干涉区域内产生的亮、暗纹 ⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ(n=0，1，2，……) ⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即
δ= (n=0，1，2，……) 页 1 第 相邻亮纹(暗纹)间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。 3.衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹很亮，越向边缘越暗。 ⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。 ⑵发生明显衍射的条件是：障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm 时，有明显衍射现象。) ⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大，而亮度变暗。 4、光的偏振现象：通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。光的偏振说明光是横波。 光的电磁说5.⑴光是电磁波(麦克斯韦预言、赫兹用实验证 明了正确性。) ⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。
曲线运动 教学目标： 1、知道什么是曲线运动； 2、知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的； 3、知道物体作曲线运动的条件。 教学重点： 1、什么是曲线运动 2、物体作曲线运动的方向的确定 3、物体作曲线运动的条件 教学难点： 物体作曲线运动的条件 教学方法： 实验、归纳、推理法 教学用具： 小钢球、条形磁铁、木板 教学步骤： 一、导入新课： 前边几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题： 1、什么是直线运动？ 2、物体做直线运动的条件是什么？ 在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 二、新课教学 1、曲线运动 （1）多媒体：展示几种物体所做的运动 a：导弹所做的运动；汽车转弯时所做的运动；人造卫星绕地球的运动； b：归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。 （2）提问：上述运动和曲线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢？
（3）用CAI课件对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。 学生总结得到：曲线运动中速度方向是时刻改变的。 ?过渡：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？ ?→ 2：曲线运动的速度方向 （1）多媒体： a：在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出； b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。 （2）总结：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。 问题：能不能通过速度的定义从理论的角度推出曲线运动的瞬时速度方向呢？ 极短时间内的平均速度就是该时刻的瞬时速度。。。。。 （3）结论1： a：只要速度的大小、方向的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。b：由于作曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动。 ?过渡：那么物体在什么条件下才作曲线运动呢？ ?→ 3：物体作曲线运动的条件 （1）问题：一个在水平面木板上做直线运动的钢珠，若使其改作曲线运动，有哪些办法？请同学们试一试。 （2）实验：方法1吹气。2用磁铁吸引。3将木板倾斜。。。。。。 问题：这些方法的共同点是？。。。。。 （3）学生作结论2：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体就作曲线运动。 4：一般情况下对物体运动的影响-----切向力与法向力 当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。 如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时，产生的加速度就和速度成一夹角，这时，合力就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物体就
班级______________学号____________姓名________________ 练习六 光的干涉 一、选择题 1.在折射率n=的厚玻璃中，有一层平行玻璃表面的厚度为mm d 3105.0-?=的空气隙， 今以波长λ=400nm 的平行单色光垂直照射厚玻璃表面，如图所示，则从玻璃右侧向玻 璃看去，视场中将呈现（ ） A 、亮影； B 、暗影； C 、明暗相间的条纹； D 、均匀明亮。 2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 （ ） （A ）使屏靠近双缝； （B ）使两缝的间距变小； （C ）把两个缝的宽度稍微调窄； （D ）改用波长较小的单色光源。 3.在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝1S 、2S 距离相等，则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处， 现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则 （ ） （A ）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变； （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大； （D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。 4.用单色光垂直照射牛顿环装置，设其平凸透镜可以在垂直的方向上移动，在透镜离开平玻璃的过程中， 可以观察到这些环状干涉条纹 （ ） （A ）向右平移； （B ）向中心收缩； （C ）向外扩张； （D ）向左平移。 5.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面 反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的 位相差为（ ） （A ）λπ/42e n ； （B ）λπ/22e n ； （C ）λππ/42e n +； （D ）λππ/42e n +-。 6.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示，单色光垂直照射，可看到 等厚干涉条纹，如果将两个圆柱之间的距离L 拉大，则L 范围内的干涉条纹 （ ） （A ）数目增加，间距不变； （B ）数目增加，间距变小； （C ）数目不变，间距变大； （D ）数目减小，间距变大。 二、填空题 1.双缝干涉实验中，若双缝间距由d 变为d '，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则='d d : ；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加λ5.2，则此时屏中心处为第 级 纹。 2.用600=λnm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为_________m 。 3.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为，当用某种单色光照射时，测得第k 个暗纹半径为，第k +10个 暗纹半径为，则所用单色光的波长为___________nm 。 4.在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离 将变 。 5.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角rad 100.14 -?=θ，在波长700=λnm 的单色光垂直照射下，测 得干涉相邻明条纹间距l=，此透明材料的折射率n =___________。 三、计算题 1.用很薄的云母片（n =纹的位置上。如果入射光波长为550nm ，试问此云母片的厚度为多少 S S 3 n e
高中物理-光的干涉 知识梳理 1.产生稳定干涉的条件：____________________________. 2.相干光源：让一束_____________的单色光（如红色激光束）投射到两条相距很近的平行狭缝S 1和S 2上，再由狭缝S 1和S 2组成了两个振动情况总是__________的光源，这样的波源被称为相干光源. 3.双缝干涉中，如果入射的是单色光，出现___________的干涉条纹，当屏上某点到双缝的路程差恰为__________时，在该处将出现亮条纹.当屏上某点到双缝的路程差恰为_________时，在该处将出现暗条纹. 4.条纹间距Δx 与波长λ的关系：用不同波长的光做双缝干涉实验时，干涉条纹间的距离Δx 不同，在双缝间距离d 和双缝到光屏的距离l 一定的情况下，波长越长，干涉条纹间的距离越__________；用白光做双缝干涉时，得到彩色干涉条纹，这表明组成白光的各单色光的波长，其中红光波长最______________，紫光波长最_________；Δx 、d 、l 及λ间满足：Δx=______________. 疑难突破 推导相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离公式 剖析：设两条缝S 1和S 2距离为d ，到光屏的距离为l ，且l d ，P 是S 1S 2的中垂线与屏的交点，P 到S 1、S 2的距离相等.如图13-2-1所示，从S 1、S 2射出的光波到达P 点经过的路程相等，两列波的波峰（或波谷）同时到达P 点，它们互相加强，在P 点出现亮条纹，叫做中央亮纹.下面我们研究一下离P 点距离为x 的P 1点的情况，P 1到S 1、S 2的距离分别为r 1、r 2，因此从S 1、S 2发出的光波到达P 1点的路程差为r 2－r 1. 图13-2-1 从图中可以看出： r 12=l 2+(x-2d )2,r 22=l 2+(x+2 d )2 两式相减r 22-r 12=（r 2-r 1）（r 2+r 1）=2dx 由于l>>d ，因此r 2+r 1≈2l. 由r 2-r 1= l d x=kλ（k=0，1，2，…） 可得：x=?=?-k d l r r )(1 2l d ·λ(k=0,1,2, …),该处出现明条纹. 当k=0时，即图中的P 点，S 1、S 2到达P 点的路程差为零，P 一定是振动加强点，出现明纹，又叫中央亮纹. 当k=1时，为第一级明纹……由对称性可知在P 点的下方也有和P 点上方相对称的明纹. 同理，由r 2-r 1=（2k+1） 2λ（k=0，1，2，…） 可得x=（2k+1）l d ·2 λ（k=0，1，2，…），该处出现暗条纹.
专题：光的本性之光的波动性 关于光的波动性的几点说明： 1关于波动性的实验； 2.波的干涉和衍射现象的对比都有哪些异同? 3.双缝干涉及薄膜干涉的对比。 问题：（1）为什么杨氏双缝干涉实验在双缝前还要加一个单缝? 答：相干光源的获得。两列波叠加发生明显干涉现象的条件是二者频率相等，相差恒定。两个普通光源很难达到这一要求。通常是把一束光想办法分成两部分，让这两部分再叠加以达到干涉效果。杨氏双缝实验装置正是这样巧妙地获得了两列相干的波源。 问题：（2）λ d l x = ?双缝干涉实验的这个结论中的各个物理量都是什么?如何应用? 答：条纹宽度x ?与波长λ及双缝到光屏的距离l 成正比而与双缝间距d 成反比。在l 、d 一定的情况下，红光产生的干涉条纹间距最大，紫光产生的干涉条纹间距最小。 问题：（3）什么是光的衍射?圆盘衍射与圆孔衍射的区别? 答：光偏离直线传播方向而绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。要产生明显的衍射现象，障碍物或小孔的尺寸要足够小。用小圆屏进行衍射实验，衍射图样是在圆盘的阴影中心出现泊松亮斑。而用小圆孔进行衍射实验，衍射图样是一系列同心圆环，圆环中央明暗不定。 题一 题面：用单色光照射双缝，在屏上观察到明暗交替的条纹，若要使条纹间距变大，应( ) A.改用频率较大的单色光 B.改用波长较长的单色光 双缝干涉薄膜干涉干涉衍射（单缝、圆屏、圆孔等）电磁波谱及应用光谱及光谱分析电磁说波动性现象及规律光子说、光电效应方程应用 光电效应 粒子性 光的波粒二象性 光的本性
C.减小双缝至屏的距离 D.增大双缝之间的距离 题二 题面：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片另一缝前放一绿色滤光片，这时（ ） A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失 B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 题三 题面： 如图是双缝干涉实验装置，使用波长为600nm 的橙色光照射，在光屏中心P 点呈现亮条纹，在P 点上方的P1点到S1、S2的路程差恰好为2λ，现将整个装置置入折射率为n=1.5的透明液体中，其它条件不变，则（ ） A ．P 和P1都出现亮条纹 B ．P 为亮条纹，P1为暗条纹 C ．P 为暗条纹，P1为亮条纹 D ．P 和P1都出现暗条纹 题四 题面：劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图甲乙装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 ( ) A.变疏 B.变密 C.不 变 D.消失 题五 题面：照相机镜头上涂有一层增透膜，增强了绿光的透射能力，看上去呈淡紫色。 则所镀薄膜的厚度最小应为（ ） A. 绿光在真空中波长的1/2 B. 绿光在增透膜中波长的1/2 C. 绿光在真空中波长的1/4 D. 绿光在增透膜中波长的1/4 题六 题面：激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx。若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ） 图甲（侧视图） 图乙
高二物理公开课教案 教学课题：原子结构的发现 课时计划：１课时 开课时间：2002年3月27日第五节课 开课班级：高二（11）班 执教人：薛莲 教学目标：一、认知目标： １、使学生认识到原子是可分的； ２、知道电子的发现过程； ３、知道汤姆逊模型； ４、了解α粒子散射实验和原子核式结构； ５、了解原子及原子核直径的数量级。 二、能力目标： 培养学生由现象的分析而归纳出结论的逻辑推理能力。 三、情感目标： 通过对原子结构的认识过程的学习，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，从而进行辩证唯物主义教育。 教学重点：１、电子的发现； ２、α粒子散射实验现象； ３、原子的核式结构。 教学难点：实验现象的分析和归纳。 教学方法：多媒体教学，启发式。 教具：高压感应圈、阴极射线管、条形磁铁、投影仪、电脑。 教学过程： 一、创设情景，引入新课。 简要叙述人类探索原子结构的历史来展示情景。 ［设问１］：物质是由什么组成的？（分子或原子组成） ［设问２］：原子的英文是什么？（atom） ［设问３］：你们是否知道它的原义？（出自希腊文atomos，意思是不可分割的东西。） 约在公元前400年，古希腊哲学家德谟克明确指出，物质是由最小的不可再分的粒子构成。在中国，早在春
秋战国时期（公元前467－前221年）就出现了类似观点。墨子提出了“端，体之无厚，而最前者也。”长期以来人们一直认为原子不可分、不可变，直到19世纪后期，这种看法才被动摇。今天我们就一起来研究原子是否可分，原子由哪些部分组成，原子的结构是怎样被揭开的。 ［板书］原子结构的发现 ［讲解］十九世纪中叶以后，由于真空技术的进步，对稀薄气体的放电现象的研究有了迅速的发展。1854年制成了第一支气体放电管，1858年发现，当管内气体的压强降低到1.3pa以下时，在阴极对面的玻璃管壁 上就出现了黄绿色的辉光。显然，这种个辉光是由阴极发出的某种射线引起的，人们把这种射线叫做阴 极射线。 ［演示］阴极射线管中的阴极发射出绿色的射线，且在磁场中发生偏转。 ［提问］阴极射线在磁场中的偏转说明了什么？（阴极射线是带负电荷的粒子流） ［讲解］1897年，汤姆逊测定了用不同物质做成的阴极发出的阴极射线粒子的荷质比e/m不变，这一事实说明了什么？ ［结论］阴极射线粒子是各种宏观物质的共有成分。 ［讲解］1898年，汤姆逊又和他的学生们继续研究，发现阴极射线粒子的质量约是氢离子的千分之一，阴极射线粒子的电荷和氢离子基本相同。 ［结论］将阴极射线粒子命名为：电子（electron） ［板书］１、电子的发现 电子的电量e=1.60219×10-19C 电子的质量m e=９.10953×10-31kg ［设问］既然电子是构成所有物质的共有成分，且质量约是氢离子的千分之一，原子是不可分的说法正确吗？ （不正确） ［板书］电子是原子的组成成分，电子带负电。 ［介绍］由于电子的发现，汤姆逊被后人誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。并获得了诺贝尔奖。 二、汤姆逊模型的学习 ［提问］原子是否带电？（呈中性） 而电子带负电，这说明了什么？（原子中除了电子外，还应有带正电的电荷，且电量相等） ［设问］原子中带正电部分和带负电的电子应是怎样分布的呢？（学生讨论） ［讲解］20世纪初，科学家们提出了许多种原子模型。其中最有影响的是汤姆逊提出的“葡萄干”模型。 ［板书］２、汤姆逊“葡萄干”模型 ［投影１］汤姆逊原子模型 ［讲解］他假定：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，而电子则象葡萄干镶嵌在蛋糕里那样镶嵌球中。该模型可解释当时发现的一些现象，然而理论的正确性一定要通过实践加以检验。 1909年起，英国物理学家卢瑟福（Ernest Rutherford）为了证实汤姆逊模型的正确性，设计了著名的α粒子散射实验。 ［板书］３、α粒子散射实验 ［投影２］α粒子散射实验装置示意图 ［讲解］实验装置、原理和过程 放射性元素钋（Po）发出的α射线从铅盒的小孔射出，形成一束很细的射线到金箔上，α粒子穿过金箔后，射到荧光屏上产生一个个闪光点，可用显微镜观察，为了避免空气的影响，整个装置放在真空容器中。 ［板书］α粒子带正电mα=7300m e ［模拟实验］α粒子轰击金箔实验 ［投影３］α粒子散射实验现象
13.3光的干涉的教学设计 一、教材分析 1．国内以往教材对光的教学都是按光学的两大分支——利用几何学的概念和方法研究光的传播规律的几何光学和研究光的本性以及光与物质相互作用的规律的物理光学而分两章进行，两部分教学内容的处理相对独立．新课标下的光学教材，突出“光的本性”这条主线，将两部分内容整合为一，全章教材内容编排灵动活跃，贴近光学研究高新理念与成果，具有时代气息． 2．教材将《光的干涉》安排在学生可感知的光折射现象研究（第1 节）之后，意在建立有层次的光本性认知平台．在光折射现象研究中得到折射定律后，教材及时引导学生作深层思考：从实验中得出的折射定律1 212sin sin n θθ=与从惠更斯原理得出的结论形式一致，是否可以 推测光可能是一种波？“光线”是否应该是光波的波线？为将对光的认知同化至波的图式中去作了自然的铺垫，这样的编排与高中学生的认知水平相适应的，也顺乎人类对光本性认识的进程． 3．本节围绕波的特征现象之一 ——光的干涉的研究展开，以完成“光是一种波”的推理与同化．教材着力于展示典型的光干涉实验及光干涉现象，分析光干涉图样的规律及发生光干涉的条件．教材贯穿了如下的科学方法： 不完整的事实（折射定律1 212sin sin n θθ=与从惠更斯原理得出的结论形式一致） ↓ 假说（光是一种波） ↓ 可检验的依据（是波就会干涉） ↓ 新事实的检验（双缝干涉图样） 二、学情分析 1．学生大多在生活中没有光的干涉现象的体验，但通过高中物理学习，已有水波、声波等机械波干涉的经验与理论，高二学生已有一定的自主构建新知识框架的能力，可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想．
一、光的波动性 1.光的干涉：两列光波在空中相遇时发生叠加,在某些区域总加强,某些区域减弱, 相间的条纹或者彩色条纹的现象. (1) 光的干涉的条件：是有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波 源的频率必须相同）。 (2) 形成相干波源的方法有两种： ①利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。 ②设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必 然相等）。 (3) 杨氏双缝实验： 亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= n λ（n=0，1， 2，……） 暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=)12(2-n λ（n=0，1，2，……） 相邻亮纹（暗纹）间的距离λλ∝=?d l x 。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，S S 1 S 2 O P δ
所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。 (4) 薄膜干涉： 应用： ① 使被检测平面和标准样板间形成空气薄层,用单色光照射,入射光在空气 薄层上下表面反射出两列光波,在空间叠加。干涉条纹均匀：表面光滑；不 均匀：被检测平面不光滑。 ② 增透膜：镜片表面涂上的透明薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的4 1，在 薄膜的两个表面上反射的光，其光程差恰好等于半个波长，相互抵消， 达到减少反射光增大透射光强度的作用。 ③ 其他现象：阳光下肥皂泡所呈现的颜色。 例1. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿 条纹间的距离为Δx 。下列说法中正确的有 A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大 B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大 C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大 D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大
《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案 1、知识与技能 （1）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样； （1）知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
（1）波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。） 实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板， 重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长
相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（参见课本图10-26甲） 在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。（参见课本图10-26乙） 第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。 将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。 通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。
1 光的干涉 [学习目标] 1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件，知道光是一种波.2.理解相干光源和产生干涉现象的条件.3.理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因，知道薄膜干涉的现象和应用. 一、双缝干涉 年，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.双缝干涉实验 (1)实验过程：激光束垂直射到两条狭缝S 1和S 2上，S 1和S 2相当于两个完全相同的光源，从S 1和S 2发出的光在挡板后面的空间叠加而发生干涉现象. (2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹. (3)实验结论：光是一种波. 3.出现明、暗条纹的条件 光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长λ2的偶数倍(即波长λ的整数倍)时，这些点出现明 条纹；当路程差为半波长λ2的奇数倍时，这些点出现暗条纹. 二、薄膜干涉 1.原理：以肥皂膜为例，单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上，由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉，肥皂泡上就出现了明暗相间的条纹或区域. 2.图样：以光照射肥皂泡为例，如果是单色光照射肥皂泡，肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域；如果是白光照射肥皂泡，液膜上就会出现彩色条纹. 3.应用：检查平面的平整程度.原理：空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉. [即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)两只相同的手电筒射出的光在同一区域叠加后，看不到干涉图样的原因是干涉图样太细小看不清楚.( × ) (2)屏上到双缝的路程差等于半波长的整数倍，此处为暗条纹.( × )
(3)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果. (×) (4)观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧.(×) 2.如图1所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为×10－7m.则在这里出现的应是________(填“亮条纹”或“暗条纹”). 图1 答案暗条纹 一、双缝干涉实验 [导学探究]如图2为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝S1和S2上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏上观察光的干涉情况. 图2 (1)两条狭缝起什么作用 (2)在屏上形成的光的干涉图样有什么特点 答案(1)光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动情况完全相同的光源. (2)在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹. [知识深化] 1.杨氏双缝干涉实验 (1)双缝干涉的装置示意图 实验装置如图3所示，有光源、单缝、双缝和光屏.
学案1 光的干涉 [学习目标定位] 1.知道什么是相干光及光产生干涉现象的条件.2.观察光的干涉现象，认识干涉条纹的特点.3.理解双缝实验中明、暗条纹的位置特点.4.了解薄膜干涉现象，知道薄膜干涉条纹的特点． 波的干涉：的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域，这种现象叫波的干涉． 1．1801年，英国物理学家在实验室里成功地观察到了光的干涉． 2．如图1，让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2相距很近，狭缝就成了两个波源，它们的总是相同的，这两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加，发生干涉现象，挡板后面的屏上得到的条纹． 图1 3．明暗条纹位置的判断方法 当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长λ 2的倍(即波长λ的倍)时，光在 这点相互加强，这里出现；当路程差为半波长λ 2的倍时，光在这 点，这里出现暗条纹． 一、双缝干涉 [问题设计] 如图2所示，机械波可以产生波的干涉现象，形成稳定的干涉图样；如果我们先假设光是一种波，那么按照我们所学的波动知识，光要发生干涉现象需要满足什么条件？
图2 [要点提炼] 1．杨氏双缝干涉实验： 图3 (1)双缝干涉的装置示意图 实验装置如图3所示，有光源、单缝、双缝和光屏． (2)单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的 和振动情况．也可用激光直接照射双缝． (3)双缝屏的作用：平行光照射到单缝S 上，后又照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光． (4)实验现象：①若用单色光作光源，干涉条纹是 的 的条纹． ②若用白光作光源，则干涉条纹是 条纹，且中央条纹是白色的． (5)实验结论：光是一种 2．光产生干涉的条件：两列光的 相同、相位相同、振动方向相同．杨氏双缝干涉实 验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的． 二、明暗条纹位置的判断方法 [问题设计] 机械波发生干涉现象时，形成的图样有什么特点？光发生干涉现象时为什么会出现明暗相间的条 纹？ [要点提炼] 屏上某处出现亮、暗条纹的条件 1．出现亮条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的 倍或 倍．即： |PS1－PS2|＝ ＝ ·λ2 (k ＝0,1,2,3，…) (k ＝0时，PS1＝PS2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k 为亮条纹的级数．) 2．出现暗条纹的条件：屏上某点P 到两条缝S1和S2的路程差正好是 倍．即： |PS1－PS2|＝(2k －1)·λ2 (k ＝1,2,3，…) (k 为暗条纹的级数，从第1级暗条纹开始向两侧展开)． 二、薄膜干涉 [问题设计] 1．在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜．把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的像如图4所示．这个像与直接看到的灯焰有什么不同？如果用白光做实验情况又会如何？ 图4
第二讲 物 理 光 学 §2.1 光的波动性 2.1.1光的电磁理论 19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。 2.1.2光的干涉 1、干涉现象是波动的特性 凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。 2、光的相干迭加 两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加，所以，合振动平均强度为 )cos(212212 221??-++=A A A A I 其中1A 、2A 为振幅，1?、2?为振动初相位。 ???? ?=-=+=-==-1 2121 21 2 )(,2,1,0,)12(,2,1,0,2A A j j j j 为其他值且??π??π?? 2cos 4)()(1 2222 2 1 221??-=-=+=A I A A I A A I 干涉相消干涉相加 3、光的干涉 (1)双缝干涉 在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里，在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏，在屏在那边再放一块白屏，如图2-1-1所示， 于是得到了与缝平行的彩色条纹；如果在双缝前放一块滤光片，就得到明暗相同的条纹。 A 、 B 为双缝，相距为d ，M 为白屏与双缝相距为l ，DO 为AB 的中垂线。屏上距离O 为x 的一点P 到双缝的距离， 阳光 图2-1-1
2 22222)2(,)2( d x l PB d x l PA ++=-+= dx PA PB PA PB 2)()(=+?- 由于d 、x 均远小于l ，因此PB+PA=2l ，所以P 点到A 、B 的光程差为： x l d PA PB = -=δ 若A 、B 是同位相光源，当δ为波长的整数倍时，两列波波峰与波峰或 波谷与波谷相遇，P 为加强点（亮点）；当δ为半波长的奇数倍时，两列波波峰与波谷相遇，P 为减弱点（暗点）。因此，白屏上干涉明条纹对应位置 为 )2,1,0( =?? ±=k d l k x λ暗条纹对应位置为)2,1,0()21( =?-±=k l d k x λ。其 中k =0的明条纹为中央明条纹，称为零级明条纹；k =1，2…时，分别为中央明条纹两侧的第1条、第2条…明（或暗）条纹，称为一级、二级…明（或暗）条纹。 相邻两明（或暗）条纹间的距离 λ d l x = ?。该式表明，双缝干涉所得到 干涉条纹间的距离是均匀的，在d 、l 一定的条件下，所用的光波波长越长， 其干涉条纹间距离越宽。 x l d ?= λ可用来测定光波的波长。 (2)类双缝干涉 双缝干涉实验说明，把一个光源变成“两相干光源”即可实现光的干涉。类似装置还有 ①菲涅耳双面镜： 如图2-1-2所示，夹角α很小的两个平面镜构成一个双面镜（图中α已经被夸大了）。点光源S 经双面镜生成的像1S 和2S 就是两个相干光源。 ②埃洛镜 如图2-1-3所示，一个与平面镜L 距离d 很小（数量级0.1mm ）的点光源S ，它的一部分光线 图2-1-3 图2-1-2
课题：4．1划时代的发现 （人教新课标选修3-2） 教材分析 《划时代的发现》是普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3—2）中的第四章第一节内容，本节主要介绍了电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史，提供了丰富、生动的历史资料，目的是要激发学生的兴趣，引起学生的思考，使学生获得更大的拓展空间。本节的重点是电流磁效应和电磁感应现象的发现过程，在教学中要让学生认识到科学家的研究不是凭空产生的，例如奥斯特研究电流磁效应受到康德等哲学家的“各种自然现象之间相互联系和相互转化”这一思想的影响。法拉第研究磁生电是受到了奥斯特和对称性思想的影响。在他们认定目标后都是经历无数次失败之后才取得成功。因此，在本节课的学习过程中应着重让学生体会到奥斯特、法拉第的科学思想、科学信念和科学态度，从而启迪学生形成正确的科学观，培养其勇于探索科学的精神。 学情分析 通过对选修3-1磁场内容的学习，学生已经熟知电流的磁效应，掌握了通电导体周围磁场分布特点及方向的判断，并能灵活运用相关规律分析通电导体在磁场中的受力及运动，对电与磁之间的联系有了初步的认知，但学生对电流磁效应的发现的历史背景及历程并不熟悉，尤其这其中蕴含的物理文化知之甚少。此外，学生在初中物理部分已经学习过了电磁感应现象，知道导体棒在磁场中做切割磁感线运动闭合回路中会产生感应电流，学生对电磁感应现象发现的历史历程还是比较陌生，对相关的物理学史了解较少，但学生对这些现象发现的历程细节充满着浓厚兴趣，期待着机会去领略感受其中物理文化精髓。本节课正是基于学生的这些学情进行教学设计展开物理教学。 三维教学目标 ◆知识与技能 （1）知道电流磁效应和电磁感应现象发现的过程，并了解相关的物理学史。 （2）知道电磁感应、感应电流的定义。 ◆过程与方法 （1）领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （2）经历电磁感应现象发现过程中失败实验的探究体验过程，领悟科学探究的方法和艰难历程。 （3）通过对电磁统一历程的学习和感受，体会物理学简单、和谐、对称、统一之美。 ◆情感态度与价值观 （1）领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 (1)通过对法拉第科学探索精神的学习，启迪学生形成正确科学观和世界观。 (2)通过探究活动，使学生逐步养成严谨的科学态度和合作精神 教学重点与难点 重点 电流磁效应和电磁感应现象的发现过程。
第六节 波的干涉 本节教材分析： 波的干涉是波的一种特殊的叠加现象，所以对波的叠加现象的理解是认识波的干涉现象 的基础.教材首先讲了波的叠加现象，即两列波相遇而发生叠加时，对某一质点而言，它每一时刻振动的总位移，都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和. 在学生理解波的叠加的基础上，再进一步说明在特殊情况下，即当两列波的频率相同时， 叠加的结果就会出现稳定的特殊图样，即某些点两列波引起的振动始终加强，某些点两列波引起的振动始终减弱，并且加强点与减弱点相互间隔，这就是干涉现象. 由于对干涉现象的理解，需要一定的空间想象力图，可借助图片、计算机模拟，尽可能 使学生形象、直观地理解干涉现象. 教学目标： 1.知道波的叠加原理. 2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样. 3.知道干涉现象也是波特有的现象. 教学重点：波的叠加原理和波的干涉现象. 教学难点：波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别. 教学方法：实验法、电教法、训练法. 教学用具：实物投影仪、CAI 课件、波的干涉实验仪. 教学过程 一、引入 1.什么叫波的衍射？ 2.产生明显的衍射的条件是什么？ 学生答：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射. 只有缝、孔的宽度和障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能产生明显 的衍射现象. 教师：波的衍射研究的是一个波源发出波的情况，那么两列或两列以上的波在同一介质 中传播，又会发生什么情况呢？ 二、新课教学 (一)波的叠加原理 ［设问］把两块石子在不同的地方投入池塘的水中，就有两列波在水面上传播，两列波 相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，都改变原来的运动状态呢？ ［演示］取一根长绳，两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下，学生观察现 象. ［学生叙述现象］ 现象一：抖动一下后，看到有两个凸起状态在绳上相向传播. 现象二：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形跟相遇前一样. ［教师总结］两列波相遇后，每列波都像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前 传播，这是波的独立传播特性. ［多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形］ 相遇前 相遇后
波动光学 【知识点】 一、光的干涉 1、 光波 定义 光波是某一波段的电磁波，是电磁量E 和H 的空间的传播． 2、 光的干涉 定义 满足一定条件的两束（或多束）光波相遇时，在光波重叠区域内，某些点合光强大于分光强之和，在另一些点合光强小于分光强之和，因而合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，称为光的干涉现象，光波的这种叠加称为相干叠加，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布称为干涉条纹，其中强度极大值的分布称为明条纹，强度极小值的分布称为暗条纹． 3、 相干条件 表述 两束光波发生相干的条件是：频率相同，振动方向几乎相同，在相遇点处有恒定的相位差． 4、 光程差与相位差 定义 两列光波传播到相遇处的光程之差称为光程差；两列光波传播到相遇处的相位之差称为相位差． 5、 双光束干涉强度公式 表述 在满足三个相干条件时，两相干光叠加干涉场中各点的光强为 12122cos I I I I I ?=++? 式中，相位差 122()π ???δλ ?=-- 保持恒定，若120I I I ==，则 2 002(1cos )4cos 2 I I I ? ??=+?= 6、 杨氏双缝干涉实验 实验装置与现象 如图1所示，狭缝光源S 位于对称轴线上，照明相距为a 的两个狭缝 1S 和2S ，在距针孔为D 的垂轴平面上观察干涉图样，装置放置在空气(1)n =中，结构满足 ,,sin tan d D D x θθ≈ ．
在近轴区内，屏幕上的是平行、等间距的明暗相间的直条纹，屏幕上P 点的光程差δ为 21sin x r r d d D δθ=-≈≈ 相应明暗纹条件是 (21)2 k x d D k λδλ ?? ==?+??，干涉加强，，干涉减弱， 干涉条纹的位置是 0,1,2,(21)2D k d x k D k d λλ???==±±??+?? ，明纹中心位置，，暗纹中心位置， 式中，整数k 称为干涉级数，用以区别不同的条纹． 7、 薄膜干涉 实验装置 如图2所示，扩展单色光源照射 到薄膜上反射光干涉的情况，光源发出的任一单条光线经薄膜上下两个面反射后，形成两条光线○ 1、○2，在实验室中可用透镜将它们会聚在焦平面处的屏上进行观察，在膜的上下两个表面反射的两束光线○1和○2的光程差为 222 21 2sin 2 e n n i λ δ=-+ 1 r 1 r P x O 2 S a 1 S S D 1 O E 图1 1 n 2 n l C ① ② 图 2 3 n
《功》教案 教学目标 1.知识与技能 （1）理解什么叫做功以及做功所必需的两个要素。 （2）掌握功在力和位移同向以及一般情况下的计算公式，以及功的符号表达式和功的单位。并能进行有关计算 （3）掌握正负功的物理意义，在日常生活中学会判断力做功的正负。 (4)掌握合力做功的意义 2.过程与方法 （1）通过经历讨论探究的过程掌握讨论探究的方法。 （2）通过掌握功的计算以及产成条件，尝试运用功来解决日常生活中的问题。 3.情感态度价值观 （1）通过列举功在现实广泛的应用，使学生联系生活实际，激发好奇心，产生求知欲。（2）通过对功的学习，增强自己将物理知识应用于生产生活实际的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。 4、教学重点和难点 （1）教学重点 学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念和功的计算和正负功的物理意义。 （2）教学难点 功的正负的物理意义。 课时安排：1 课时 教学过程：功 复习回顾:功这个概念同学们并不陌生,我们在初中就已经学习过它的初步知识.让同学们思考做功的两个因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动的距离. 教师引导:高中知识的学习对知识的定义与理解更加深入,我们已经学习位移,对功的要素应如何更加精确地描述? 扩展教学:可以精确描述为:①作用在物体上的力; ②物体在力的方向上移动的位移. 即如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物 问题探究 问题1:如果力的方向与物体的运动方向一致,应该怎样计算这个力的功.
课件展示情景一:物体m 在水平力F 的作用下水平向右的位移为l,如下图所示,求力F 对物体做的功. 教师指导学生思考问题,根据功的概念独立推导.尤其强调力和位移方向一致,这时功等于力跟物 体在力的方向上移动的位移的乘积.即W=Fl. 问题2:若力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢? 课件展示情景二:物体m 在与水平方向成α 角的力F 的作用下,沿水平方向向前行驶的距离为l,如图所示,求力F 对物体所做的功. 教师提示学生思考,虽然F 与位移方向不一致,但可以根据力F 的作用效果把F 沿两个方向分解.即跟位移方向不一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2. 学生根据教师的提示画出物体的受力分析图,并在相互垂直的方向上正交分解,并求解F1、F2 的功.则分力F1 所做的功等于F1l,分力F2 的方向跟位移的方向垂直,物体在F2 的方向上没有发生位移,所以F2 所做的功等于零. 因此,力F 对物体所做的功W 等于F1l,而F1=Fcosα, 所以,W=Flcosα 教师利用实物投影仪展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义式,及其文字叙述,并强调公式中各量的物理意义.通过让学生动手亲自推导公式,让学生加深对公式的理解,为公式的灵活应用打好基础. 要点辨析:教师与学生共同通过具体实例的计算,对公式的使用注意事项总归纳: 1.公式中F 应为恒力,即大小、方向不变. 2.做功与物体运动形式(匀速或变速)无关,也就是说,当F、l 及其夹角α确定后,功W 就有确定值. 3.计算功时,一定要明确是哪个力对物体做的功. 4.公式中的单位:F——牛(N);l——米(m);W——焦(J). 二、正功和负功 公式理解:功的计算式W=Flcosα 包含cosα 这一要素,通过数学知识的学习我们知道:随着α 的变化,cosα 的值也变化.指导学生利用数学知识讨论随α 的变化,cosα 的取值如何变化,从而得到功W 的意义如何. 学生讨论总结:力F 与物体位移l 的夹角α 的取值范围为0°≤α≤180°.那么,在这个范围之内,cosα 可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,从而得到功W 也可能大于0、等于0、小于0. 教师指导学生思考所讨论的问题,并画出各种情况下力做功的示意图.并通过示意图总结: 1.当α＝0°时cosα＝1 ，w=Fl 2.当α=π 时,cosα=0,W=0.力F 和位移l 的方向垂直时,力F 不做功; 2 3.当α<π 时,cosα>0,W>0.这表示力F 对物体做正功; 2 4.当π <α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F 对物体做负功. 2 思维拓展 功是标量,只有数值,没有方向.功的正、负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负.我们