高中物理选修3-4教学设计4：13.3 光的干涉教案

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．

2．高二学生已有一定的物理学科方法，如观察实验，控制实验，假说方法，从现象归纳规律等，可以实现教材渗透的方法教育意图．

三、设计思想

基于上述对教材意图与受体分析，本节教学着重向学生介绍作为光的波动说的重要实验支持——光的干涉现象．教学安排拟从回眸机械波的干涉导入，以课堂演示实验及学生随堂实验为依托，让学生“想”——体验逻辑推理的思维过程、“说”——外显思维活动过程、“看”——理性观察、“做”——体验科学探究活动、应用探究方法、“听”——接受前人总结知识，完成教材规定的教学要求．

四、教学目标

本课教学目标在以下三个领域具体为

1．知识与技能◆会观察与描述光的双缝干涉现象，认识单色光双缝干涉条纹的特征． ◆知道单色光双缝干涉亮、暗条纹形成的原理．

◆知道产生光的干涉现象的条件．

◆尝试获取相干光源．

2．过程与方法①过对实验观察分析，认识干涉条纹的特征，获得探究活动的体验． ②尝试运用波动理论解释光的干涉现象．

③体验观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法．

④通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象建模的物理

思维过程．

3．情感态度与价值观●体验探究自然规律的艰辛与喜悦．

●欣赏光现象的奇妙和谐．

●了解光干涉现象的发现对推动光学发展的意义．

五、重点难点

重点：1．观察与描述光的双缝干涉现象．

2．知道产生光的干涉现象的条件，认识干涉条纹的特征．

难点：用波动理论解释亮暗相间的干涉条纹．

六、教学策略与手段

从上一节所设伏笔“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？”切入，在复习水波的干涉现象及产生条件的基础上，

引导学生提出用光是否具有干涉现象来作判断．

在演示激光干涉图样之前，预期光干涉图样，介绍杨氏双缝干涉实验．

对单色光双缝干涉亮、暗条纹的成因作定性解释．

在学生活动《做一做》中，让学生用自制的双缝观察激光的干涉图样，通过双缝观看白炽灯灯丝出现彩色的干涉条纹作为学生的探究活动．

作业设计：思考生活中所见过的光的干涉现象，力求使物理课堂学习贴近学生生活，尽量做到“从生活走向物理，从物理走向社会”．

接受性学习与探究性学习穿插，完成本课目标．

七、课前准备

1．为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题．

2．教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件．做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验．

3．为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上．

4．教学用具：⑴实验装置演示光的干涉现象：激光器，双缝；20组学生电源、白炽灯，若干经过曝光的黑色摄影胶片、玻璃板，40只剃须刀，20把直尺．

⑵多媒体课件水波干涉的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理示意图，分

析出现亮暗相间条纹条件的PPT 动画等．

八、教学过程

全课围绕光的双缝干涉实验展开教学活动．

（动画显示课题后，教师引入）

在光的折射一课中，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？

学生思考与交流后得到：如果光是一种波，则要有波的特征现象作实验支持．干涉是波特有的现象，一切波都能发生干涉，因此可以用光是否具有干涉现象来判断光是不是一种波．

（屏幕展示“水波干涉”的视频，通过已有知识的迁移让学生走进光的双缝干涉）

让学生观察并描述稳定水波干涉现象的特征：即出现振动总是加强和振动总是减弱的区域，且加强区和减弱区互相间隔的现象；指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的结果；强调要得到稳定干涉图样需要两波源的振动情况完全相同．

（板书）