山东省成武一中高中物理13.5光的衍射现象教案新人教版选修34

高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4高中物理光的衍射教案新人教版选修3-4【教学目的】1．了解光的衍射概念及衍射现象与波长、缝宽的关系；2．培养学生的动手能力，并使学生明白利用日常普通材料也能做出高层次、高水平的好实验；3．使每位学生都获得一次难以忘怀的“物理美”的享受。

【教学重点】了解光的衍射概念及衍射条件，培养学生的动手能力与观察能力。

【教具准备】水波衍射挂图，感应圈及电源，单丝白炽灯、红灯、蓝灯各一盏，单面刀片，纸片，玻璃片，自制光的衍射观察片（包括铝箔单缝，纸小孔，薄纱巾片，丝袜片，透明纸等）。

【教学过程】一、导入课题1．出示水波衍射教学挂图，唤起学生对机械波衍射的回忆：“一切波都能发生衍射，通过衍射，把能量传到阴影区域。

”板书上述结论。

2．请学生解释“隔墙有耳”这句话的物理含义。

学生答：这是声波绕过了墙，使墙另一边的人听到了谈话声，是声波的衍射现象。

水波、声波都会发现衍射现象。

那么，光也会产生衍射现象吗？二、单缝衍射1．教师直接讲述光通过可调狭缝所发生的物理现象，并画出下列量变质变示意图：［见图1中（l）（2）（3）三图］（l）缝较宽时，光沿着直线传播，阴影区和亮区的边界清晰；（2）缝较狭时，阴影区和亮区的边界变得模糊；（3）缝很狭时，光明显地偏离直线传播，进入几何阴影区，说明光通过很狭的缝也会产生衍射。

2．“耳听为虚，眼见为实”，现在请大家自己来观察光的衍射现象。

教师分发单缝衍射观察片，每片观察片刻有二条宽度不同的单缝。

并在讲台左右各放一盏红灯与蓝灯。

（l）先点亮红灯，请大家用二种宽度不同的单缝观察红灯，记录衍射图样；然后再点亮蓝灯，请大家用同一单缝分别观察红灯与蓝灯，同样记下衍射图样。

（2）邀请二位学生板画衍射图样，甲同学用红粉笔画出二种不同缝宽的衍射图样；乙同学分别用红、蓝二色粉笔画出同一缝宽时红灯与蓝灯的衍射图样。

经集体补充、修正得如下衍射图样：同一光源（红光）的衍射图样：[见图2（a）]同一单缝的衍射图样：见[图2（b）]（3）教师问：通过狭缝观察白炽灯会看到什么现象？部分学生根据对红灯、蓝灯的观察，结合板画会很快得出色散现象，明暗条纹将变成彩色条纹。

5 光的衍射 - 人教版选修3-4教案一、教学目标1.理解光的衍射现象。

2.掌握计算单缝衍射、双缝衍射的衍射角的公式。

3.能够应用所学知识解释实际问题。

二、教学重点1.光的衍射的概念和特点。

2.单缝衍射和双缝衍射的计算。

三、教学难点1.双缝衍射的计算方法。

2.如何将所学知识应用到实际问题中。

四、教学方法1.讲授法：通过示例和公式等方式讲解单缝衍射和双缝衍射的计算方法。

2.实验法：通过实验中观察光的衍射现象，加深学生的理解。

五、教学内容与步骤1. 光的衍射（1）概念和特点光的衍射是指光线通过物体边缘或孔隙时，发生弯曲或偏离原来直线传播方向的现象。

光的衍射具有以下特点：•衍射现象只发生在波动光中，对于粒子性质的光没有衍射现象。

•衍射现象可以通过造成光束的交叉或干涉效应来解释。

•光的波长越小，衍射现象越明显。

•孔的直径或间隔越小，衍射现象越明显。

（2）实验展示可以通过实验观察光的衍射现象，例如将激光穿过狭缝，可以看到光的衍射现象。

2. 单缝衍射（1）计算公式单缝衍射的衍射角可用以下公式计算：$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d}$$其中$$\\theta$$为衍射角，$$\\lambda$$为光的波长，d为单缝宽度。

（2）实验展示可以通过实验使用单缝装置观察单缝衍射现象。

3. 双缝衍射（1）计算公式双缝衍射的衍射角可用以下公式计算：$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d} \\times \\frac{L}{D} $$其中$$\\theta$$为衍射角，$$\\lambda$$为光的波长，d为双缝间距，L为距双缝屏幕的距离，D为双缝到光源的距离。

（2）实验展示可以通过实验使用双缝装置观察双缝衍射现象。

六、作业1.计算单缝衍射和双缝衍射的衍射角，并画出示意图。

2.讲述光的衍射现象在日常生活中的应用。

七、教学评估通过学生的作业、课堂表现等方式进行评估，着重考察学生是否掌握了计算衍射角的方法和将所学知识应用到实际问题的能力。

5 光的衍射【教学目标】1、了解光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件。

2、认识衍射条纹和干涉条纹的区别，定性了解衍射条纹形成的原理。

3、知道实现光的衍射的途径是多种多样的，进一步强化对光的波动性的认识。

【教学重点】光的衍射现象、发生明显的光的衍射现象的条件。

【教学难点】光发生衍射后，为什么会有条纹形成。

【教具】激光器、可调单缝一个、宽度为0.025mm的单缝一个、光栅五个、剔须刀片一块【教学过程】○、复习&引入复习提问1：什么是波的衍射现象，发生明显衍射现象的条件是什么？☆学生：回忆、答问…引入：光的波长的数量级是多少？要光发生明显的衍射现象，容易吗？☆学生：10－7m ；不容易。

正因为实现光波的衍射比起机械波的衍射要难得多，所以在一个相当长的时期内，光能够发生衍射的观点根本不被人们所接受，光的波动说也就欠缺了说服力。

但是，功夫不负有心人，随着技术条件的进步、科学家们的不懈努力，关于光的衍射的研究终于获得了突破，而其中又以法国的菲涅尔、德国的夫琅和费等科学家最为成功。

演示：单缝衍射实验a、学生观察宽度为0.025mm的单缝、可调单缝；b、用可调单缝进行（菲涅尔衍射）实验（肉眼直接对着单缝观察）；c、用0.025mm的单缝进行（夫琅和费衍射）实验；d、学生观察观察实验现象、表达实验结果。

总结：①光线离开直线路径绕过障碍物阴影里去；②衍射区域的光强有规则地分布。

过渡：衍射现象中，由于光强的规则分布，光屏上也出现了条纹，我们把它们称为衍射图样，衍射图样和（杨氏）干涉图样是一样的吗？☆学生：不同。

比较单色光的双缝干涉图样与单色光的单缝衍躯干图样，它们各有什么特点？☆学生：观察实验现象、参看教材彩图2《光的干涉和衍射》，比较衍射图样和干涉图样的差别…干涉：条纹间距基本相等，条纹的亮度衰减较小；我们已经知道了干涉图样是怎样形成的，并能够求出杨氏双缝干涉的条纹间距，那么，单缝衍射的图样又是怎样形成的呢？a、定性解释——b 、定量解释—— *a 一定，对于合适的θ = θ1 ，总可以找到asinθ1 = ·2k （图1展示了k = 1的情形）此时，将单缝出发的子波面划分为2k 个“半波带”（图1中，AB 是一个半波带、BC 是第二个）。

13.5 光的衍射现象三维教学目标1、知识与技能（1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2、过程与方法（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。

3、态度、情感、价值观（1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。

教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。

教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践。

教学过程：第五节光的衍射现象1、1、常见的衍射现象有那些？小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。

例1：在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到 ( )A.黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹例2：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(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他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，其他颜色的干涉条纹依然存在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2、为什么平时很难见到光的衍射现象？（发生衍射现象的条件）因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。

由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。

例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。

光的衍射-人教版选修3-4教案1. 前言本篇文档将介绍人教版选修3-4中的“光的衍射”教学内容，包括教学目标、教学难点、教学重点、教学方法、教学资源和教学过程等方面的详细内容。

2. 教学目标2.1 知识目标•理解光的波动性与粒子性，能够用波动模型解释光的衍射现象；•掌握单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法；•了解其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。

2.2 能力目标•能够通过实验和计算，确定光的波长、光强、光源大小等参数；•能够用学过的知识解决相应的综合问题。

2.3 情感目标•养成科学探究的习惯，增强探究光的基本性质、现象与规律的兴趣；•发扬科学精神，认真学习、实验、探究、思考，在学习过程中培养自主学习的能力和合作学习的意识。

3. 教学难点•光的波动性与粒子性的统一理解；•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法；•其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。

4. 教学重点•光的波动性与粒子性；•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和应用。

5. 教学方法本节课采用以下教学方法：•讲授：通过讲解，让学生理解光的波动性与粒子性的基本概念和衍射现象的基本原理；•实验：进行单缝衍射、双缝干涉等实验，让学生切身体验和认识相关光学现象，并在实验中培养观察、记录、分析和解决问题的能力；•讨论：通过组织讨论，让学生深入理解光学原理和应用，并发挥学生自主思考和合作学习的能力。

6. 教学资源•黑板、粉笔、教具（单缝、双缝、衍射光栅等）、实验器材（光源、暗盒、屏等）。

7. 教学过程7.1 导入介绍光的波动性和粒子性的基本概念，引出本节课的主题——光的衍射。

7.2 讲解通过示意图和公式等方式，讲解单缝衍射、双缝干涉等光学现象的原理和计算方法，并介绍其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。

7.3 实验让学生进行单缝衍射、双缝干涉实验，并要求记录实验数据和相关观察结论。

老师及时纠正实验中存在的问题，引导学生分析问题原因和解决问题方法。

光的衍射教学目的：1、通过对肥皂液薄膜干涉的分析和实验使学生理解薄膜干涉的原理。

并对光的干涉现象加深认识。

2、通过举例使学生了解薄膜干涉在科学技术中的一些应用3、从光的衍射实验中使学生对光的波动性有进一步的认识和理解。

重点内容：1、薄膜干涉的原理及实验2、光的衍射条件3、光的衍射图样教学过程：一、复习用某种单色光做双缝干涉实验，若两狭缝间相距0.1毫米，缝与光屏的距离是2米，已知屏上相邻两条暗纹之间的距离是1.3厘米，求这种色光的频率？(4.62×1014赫兹)二、讲授新课引言：前节我们学习了光的干涉现象，在实验中由双缝发出的光波是同一光源产生的，因此它们是相干光波，从而得到了干涉现象。

本节我们还要介绍薄膜产生相干光波而发生干涉的情况-----薄膜干涉。

1、薄膜干涉（1）肥皂液薄膜干涉实验①介绍实验做法。

强调肥皂薄膜必须竖直立放，并把液膜当成镜面从前面看火焰的反射后的虚像。

②由学生两人一组做实验，注意观察火焰反射虚像中近似水平的明暗相间的条纹。

（2）分析明暗相间条纹的来源。

……虚线代表前表面反射——实线代表后表面反射介绍竖直放置的肥皂液薄膜由于重力作用而形成楔形薄膜。

强调指出图中所画的波都是反射波，是从楔形薄膜前表面和后表面分别反射的两列波叠加，这两列波是同一光源发出的，所以是相干波，由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗条纹。

（3）若用白光照射，则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强，而另一些波长的光反射后弱，这样薄膜的像上就出现彩色条纹。

在水面的油膜上常常看到彩色花纹就是由于油膜的各部分的厚度不均匀，从油膜的上表面和下表面分别反射的光发生干涉而形成的。

2、光的干涉在技术上的应用。

（1）介绍干涉法检查镜面（2）介绍牛顿环构造（3）讲解镜片增透膜。

3、光的衍射。

引言：光的干涉现象证明了光具有波动性，为了进一步了解光的波动特性，我们下面将介绍光的衍射现象。

（1）、提问：什么是波的衍射？产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？（障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多）怎样才能观察光的衍射现象？（必须使点光源（或线光源）发出的光通过非常小的孔（或是非常窄的狭缝））（2）、光的衍射实验------单缝衍射。

2020-2021学年高中物理第十三章光5 光的衍射教案2 新人教版选修3-4年级：姓名：光的衍射一、教学目标1、知识目标：⑴、认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解。

⑵、理解光产生明显衍射的条件及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2、能力目标：通过本节学习，进一步认识光的直线传播的局限性，培养学生的发散思维能力，通过演示实验及学生实验，培养学生观察能力、动手能力及分析和解决问题的能力。

3、情感目标：通过简要介绍史料，使学生体会到在科学研究中必须重视理论的指导作用和实践的检验作用，对学生进行科学态度、科学精神的教育。

二、教学过程设计1、提出问题问：光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？回忆旧知：什么是波的衍射现象？演示水波的衍射现象让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生对机械波衍射的回忆，然后再举声波的衍射例子．指出一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．问：衍射是波所特有的现象，因此水波、声波都会发生衍射现象，而光既然也是一种波，为什么在日常生活中没有观察到光的衍射现象？2、分析问题波要发生明显衍射，必须满足一定的条件，只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多，或者比光的波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

但是光的波长很短，而可见光的波长实际上只有十分之几微米，一般物体的尺寸都比它大得多，因此，很难看到光的衍射现象。

但是若障碍物或缝的尺寸很小，与光波波长差不多时，就应该观察到明显的衍射现象。

3、实验验证演示：单缝衍射实验用光的衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验．实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹．现象及分析：展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况；单缝衍射条纹的特征：①中央亮纹宽而亮．②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．③波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．④单缝不变时，光波越长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．演示：圆孔衍射实验用干涉衍射仪做圆孔衍射实验，实验过程中展示孔较大时，光沿直线传播，阴影区和亮区边界清晰，逐渐减小圆孔大小，当圆孔减小到一定程度时出现环状明暗相间同心圆的衍射图样．演示：“泊松亮斑”不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑；然后教师介绍这个一波三折的历史故事．用激光干涉衍射仪中相应的配件演示“泊松亮斑”实验，让学生脑海中对“泊松亮斑”图样有深刻印象．4、知识延伸问：请同学们比较单缝衍射和圆孔衍射图样，有哪些相同点，又有哪些不同点？相同点都是明暗相间的条纹，波长越长，条纹越宽，都是由衍射引起的。

13.5 光的衍射1、教学目标一、知识与技能（1）认识光的衍射现象，对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

二、过程与方法（1）通过观察实验，培养对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，培养动手实践能力。

三、态度、情感、价值观通过对“泊松亮斑”的讲述，认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。

2、教学重点通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。

3、教学难点正确认识光发生明显衍射的条件；培养动手实验能力，重视实验，重视实践。

4、教学过程：1）课堂导入光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．（播放视频）2）重点讲解一、光的衍射1、光的衍射：光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。

2、明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。

3、物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。

二、单缝衍射条纹的特征1、中央亮纹宽而亮．2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．单缝衍射规律：1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色．泊松亮斑：不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．三、衍射光栅衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。