第十三章第5节《光的衍射》教案

光的衍射教案【课堂教案】光的衍射一、教学目标1. 了解光的衍射现象及其原理。

2. 掌握光的衍射公式，能够计算衍射角和衍射条纹。

3. 培养学生观察、实验、探究和解决问题的能力。

二、教学内容1. 光的衍射现象及其原理。

2. 衍射角公式的推导及应用。

3. 衍射条纹的形成原理及计算方法。

三、教学过程【引入】通过展示光的衍射现象的图片或视频，引起学生的兴趣和思考。

【讲解】1. 光的衍射现象及其原理：光通过一个孔或者绕过一个物体时，会发生衍射现象。

这是由于光的波动性质决定的。

当光通过一个孔时，光波的振动会受到孔口的限制而发生弯曲，从而产生衍射现象。

衍射现象的原理是赖曼原理，即当光波通过一个孔或者绕过一个物体时，波前上各点的振动会相互干涉，形成新的波前。

根据干涉的结果，可以看到明暗交替的衍射条纹。

2. 衍射角公式的推导及应用：在单缝衍射实验中，光通过一个非常窄的缝隙，形成衍射条纹。

根据几何光学原理和赖曼原理，可以推导出衍射角的公式：sinθ = mλ / a其中，θ为衍射角，m为衍射级别（即衍射条纹的亮暗程度），λ为光波长，a为缝隙的宽度。

这个公式可用于计算缝隙的宽度、波长等实验参数。

3. 衍射条纹的形成原理及计算方法：当光通过一个孔时，会形成一系列明暗交替的圆环状条纹，这就是衍射条纹。

其形成的原理是在干涉中，相位差满足一定条件时，波峰和波谷相互叠加，形成明暗条纹。

衍射条纹的计算方法是根据赖曼原理和波前的相位差来计算。

根据相位差的大小，可以确定衍射条纹的亮暗程度和间隔。

【实验操作】进行光的衍射实验，观察和记录实验现象，并根据实验数据计算衍射角和衍射条纹的亮暗程度和间隔。

【总结与拓展】通过实验数据和计算结果，总结光的衍射现象和计算方法，并拓展到实际应用中，如光学仪器和光学设备的设计和优化。

四、教学评价根据学生的实验报告和讨论，评价学生对光的衍射的理解和掌握程度。

五、教学反思本节课通过引发学生的兴趣和实际操作，使学生更加深入地理解光的衍射现象和计算方法。

课时13.5光的衍射1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。

2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。

3.初步了解衍射光栅。

重点难点:衍射实验现象的观察以及产生明显衍射现象的条件和衍射条纹与干涉条纹的区别。

教学建议:光的衍射进一步证明了光具有波动性。

教学中,要让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因,而后再观察衍射实验,来说明衍射现象以及发生衍射现象的条件。

教学过程中,可以通过复习机械波衍射的知识,来加深对光的衍射的理解。

还可以借助多媒体技术把衍射现象展示给学生,引发学生的兴趣和思考。

导入新课:蜡烛照到可调节孔大小的挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成类似孔的亮斑;当孔变得较小时,则屏上形成烛焰的像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多的模糊区域,这是为什么呢?你能解释吗?1.光的衍射(1)衍射现象:用单色平行光照射狭缝,当缝比较宽时,光沿着①直线通过狭缝,在狭缝后光屏上产生一条与缝宽②相当的亮条纹;当将缝调到很窄时,尽管亮条纹的③亮度有所降低,但是④宽度反而增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿⑤直线传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象。

(2)常见的几种衍射:⑥单缝衍射、⑦圆孔衍射和泊松亮斑(圆屏衍射)。

(3)产生明显衍射的条件:障碍物、孔或狭缝的尺寸与光的波长⑧差不多,或比光的波长⑨小。

2.衍射光栅(1)定义:由许多⑩等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件叫衍射光栅。

(2)原理:增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。

(3)分类:衍射光栅通常分为透射光栅和反射光栅两种。

1.光的衍射是不是说明光不能沿直线传播?解答:光的衍射与直线传播是在不同条件下的表现,都是正确的。

2.光的衍射能证明光的哪种学说是正确的?解答:波动说。

3.衍射现象中,如果增加狭缝的个数有什么现象?解答:衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。

光的衍射高中三年级教案
教学目标
〔一〕学问目标
1、知道"几何光学"中所说的光沿直线传播是一种近似．
2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象．
3、知道视察到明显衍射的条件
〔二〕实力目标
了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相关学问对生活中的有关现象进展说明和分析．
〔三〕情感目标
1、让学生知道科学探究必需重视理论的指导和实践的勤奋作用；
2、必需有自信念和踏实勤奋的看法；
3、在学习中也要有好品质、好作风．
教学建议
有关光的衍射的教学建议
应当让学生了解，光的直进，是几何光学的根底，光的衍射。

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）。

5 光的衍射-人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）教案一、教学目标1.了解光的衍射现象的产生原因和规律；2.能够较好地理解狭缝衍射、单缝衍射、双缝干涉等概念；3.了解衍射实验的方法和步骤；4.能够进行简单的衍射实验，得到适当的实验结果；5.培养学生观察和实验的能力，提升学生的物理学习兴趣。

二、教学重难点教学重点1.光的衍射产生原因和规律；2.狭缝衍射、单缝衍射、双缝干涉等概念。

教学难点1.如何理解不同衍射实验条件下的衍射现象；2.实验操作中的失误和误差处理。

三、课前准备1.教师准备：–教材、教案；–实验器材及器材清单；–录制好衍射实验操作视频备用；2.学生准备：–理解并预习教材，了解衍射理论；–准备实验报告所需的文具和实验报告纸。

四、教学过程第一步：引入1.利用PPT或实验器材等方式向学生展示一些关于光的衍射现象的图片，激发学生的学习兴趣；2.介绍本课的教学目标和重点，帮助学生明确本课学习的重点。

第二步：讲解1.介绍光的衍射现象的产生原因和规律；2.讲解衍射实验方法，如狭缝衍射和单缝衍射等；3.讲解双缝干涉实验的原理；4.通过PPT或画板等展示图片让学生更好地理解衍射现象和实验原理。

第三步：实验1.引导学生进行狭缝衍射实验，并记录实验数据和结果；2.引导学生进行单缝衍射实验，并记录实验数据和结果；3.引导学生进行双缝干涉实验，并记录实验数据和结果；4.通过录制好的实验操作视频，让未进行实验的学生观看，帮助理解和复习。

第四步：讲解实验结果1.根据实验数据和结果，讲解光的不同衍射方式所表现出的不同形式和规律；2.帮助学生理解实验结果及规律，加深对光的衍射现象的理解。

第五步：思考和应用1.利用PPT或画板等方式，帮助学生思考和解决可能会出现的衍射实验误差和处理方法；2.引导学生思考如何将所学理论和实验应用于实际生活中。

第六步：作业1.让学生完成实验报告并上交；2.布置下一课预习任务。

五、教学反思本次课程通过讲解和实验操作，让学生深入了解了光的衍射现象以及不同衍射方式所表现的特点和规律。

光的衍射物理教案光的衍射物理教案1一、教材分析《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容，主要认识光的衍射以及衍射光栅的原理。

二、教学目标1、知识目标(1)通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识.(2)通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律.2、能力目标(1)通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想.(2)在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力.3、情感、态度和价值观目标：通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.三、教学重点难点1、教学重点单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.2、教学难点衍射条纹成因的初步说明.四、学情分析(根据个人情况写)五、教学方法1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想.2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解.六、教学用具JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝(可调缝宽度)，光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔(学生自备)，日光灯(教室内一般都有)，直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针(吸小钢珠用)，投影仪(本节课在光学实验室进行).七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑复习水波的衍射[投影水波衍射图片(试验修订本第二册P14图10—26，10—27)] [师]请大家看这几幅图片，回忆一下相关内容，回答下面两个问题：1.什么是波的衍射?2.图10—27中哪一幅衍射现象最明显?说明原因.[生1](议论后，一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10—27中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小.[师]前一个问题回答得很好，后一个问题有没有同学还有其他看法?[生2]我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小，但不一定就是发生明显衍射现象的原因，我们应该用它跟波长比.[师]很好，大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?[生总结]障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.(二)情景导入、展示目标光的衍射实验[师]通过上一节课光的干涉的学习，我们知道光是具有波动性的，光既然是一种波，那么在传播过程中也应该具有衍射的现象，大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?(学生讨论后，一致认为，光波也应有衍射本领，但无法举出例子)[师]根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件，大家说说看，为什么平时我们不易观察到光的衍射?[生]可能是因为光波波长很短，而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大，所以不易观察到光的衍射现象.[师]很有道理，大家来想想办法解决这一问题.(三)合作探究、精讲点拨(学生讨论，设计出多种实验观察方案，绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件，教师加以肯定鼓励)[实验观察]安排学生根据上面的设想，自制单缝和小孔.1.用单缝观察日光灯光源.2.用小孔观察单色点光源.[师]请大家认真观察，然后告诉我你看到的现象.(学生回答基本上有两类现象，一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点，二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹) [师]大家做得很认真，有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象，现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.[教师演示]在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝，用氦氖激光器照射单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如右图20—19所示.调节单缝宽度演示，得出下列结果.缝宽较宽较窄很窄极窄关闭屏上现象一条较宽亮线一条较窄亮线亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹明暗条纹清晰、细小条纹消失[师]请大家将我们的实验结果与课本图20—8的几幅照片比较，总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.[生]当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时，光偏离了直线传播方向，发生了明显的衍射.光的衍射现象[师]大家通过实验观察看到，光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去，这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实，不仅单缝，还有圆孔，多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样，光发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小.[师]下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.(教师演示，将单缝分别换成圆孔和光栅，可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)[师]同学们已经注意到，在衍射现象中，常有一些亮线和暗线，据此大家来猜猜原因.[生]在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹，我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.[师]猜想有道理.其实在光的衍射现象中，来自单缝或圆孔上不同位置的光，到光屏处的路程差满足一定的特点，叠加时加强或减弱，形成明暗相间的条纹，这确实跟光的干涉原理是相似的，大家再考虑一下，如果用白光做衍射实验，条纹会怎样呢?[生]条纹应该是彩色的，因为不同色光波长不同，在叠加时形成条纹位置也不一样，叠合时形成彩色.[师]回答得非常好，大家明白了吗?[生]明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹) 光的衍射现象证明光具有波动性[师]在光的本性认识的历史上有过一个“泊松亮斑”的故事，请大家来读一读.(学生阅读课文后的“阅读材料”)[师]大家想不想看看这个亮斑?[生]想.(教师演示，用被磁化的钢针吸一粒钢珠，悬起，使激光束与钢珠球心在同一直线上，图20—20就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.)[师]著名数学家泊松根据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应该是一个亮斑，想借此驳倒菲涅耳的波动理论，菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战，通过多次实验，发现圆板中心确有一个亮斑.这样“泊松亮斑”实验就成了光的波动理论的精彩验证.大家从这个故事得到什么启发.[生1]实验对物理研究有重要作用.[生2]遇到别人的责疑，要冷静面对，不要轻易放弃自己的立场或观点.[生3]科学要坚持真理，实事求是.(学生的回答很全面，教师要及时肯定鼓励)光的衍射图样[师]除了前面实验观察到的衍射图样外，课本还为我们提供了一些，请大家认真研究和比较，总结它们各自的特点.(指导学生阅读课本图20—10以及首页彩图2，并讨论干涉、衍射图样的异同)[生]单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢，单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮，两边是对称的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较快，白光单缝衍射条纹中间是白色的，两边是减弱很快的彩色条纹.[师]总结得很好.(四)反思总结，当堂检测。

光的衍射教案一、教学目标1、知识与技能目标理解光的衍射现象，知道光产生明显衍射的条件。

了解衍射条纹的特点及其与干涉条纹的区别。

2、过程与方法目标通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析归纳能力。

经历光的衍射现象的探究过程，体会科学探究的方法。

3、情感态度与价值观目标感受物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。

培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

二、教学重难点1、教学重点光的衍射现象及产生明显衍射的条件。

衍射条纹的特点。

2、教学难点对光的衍射现象的理解。

光的衍射与干涉的区别。

三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学用具激光笔、单缝衍射演示仪、圆孔衍射演示仪、多媒体设备五、教学过程（一）导入新课在日常生活中，我们常常看到这样的现象：当阳光透过树叶的缝隙照在地面上时，会形成一片片光斑，而这些光斑并不是圆形的，而是呈现出明暗相间的条纹。

这是为什么呢？其实，这就是光的衍射现象。

那么，什么是光的衍射？它又是如何产生的呢？今天，我们就来一起学习光的衍射。

（二）新课讲授1、光的衍射现象（1）用激光笔照射单缝，在光屏上观察到的现象。

当缝较宽时，光沿着直线传播，在光屏上形成一条与缝宽相当的亮条纹。

逐渐减小缝宽，当缝宽减小到一定程度时，光屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹最宽最亮。

（2）用激光笔照射圆孔，在光屏上观察到的现象。

当圆孔较大时，光沿着直线传播，在光屏上形成一个圆形亮斑。

逐渐减小圆孔直径，当圆孔直径减小到一定程度时，光屏上出现明暗相间的圆环，且中央是亮斑。

2、光的衍射的定义光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，叫做光的衍射。

3、光发生明显衍射的条件（1）障碍物或小孔的尺寸与光的波长相比差不多，或比光的波长小。

（2）演示实验：分别用不同波长的激光照射相同宽度的单缝，观察衍射现象的差异。

4、衍射条纹的特点（1）中央条纹最亮最宽。

（2）两侧条纹亮度逐渐减弱，间距逐渐减小。

13.5光的衍射【教学目标】(一)知识与技能1、知道光的衍射现象，及光通过狭缝和圆孔的衍射条纹特点，知道光产生明显衍射的条件。

2、能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析，能区别干涉条纹和衍射条纹(二)过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，进行自主学习，再通过演示实验结合投影片分析讲解，启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。

(三)情感态度与价值观通过光的衍射现象的观察，再次提高学生在学习中体会物理知识之美；另外通过学习让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用；【教学重点与难点】光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件。

光的干涉条纹和衍射条纹的异同。

【教学过程】（一）引入1、在上一节中，我们通过杨氏干涉实验学习了光的干涉，证明了光是一种波，托马斯·杨是怎样解决相干光源的问题的？2、若用红光来做干涉实验，观察到的干涉图样是怎样的？3、相邻两条明（暗）条纹中线的间距与哪些因素有关？师：既然光是一种波,为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光沿着直线传播的呢?我们这节课就来解决这个问题。

（二）新课教学一、光的衍射现象提问1：什么是波的衍射？提问2：产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？可见光的波长约是多少？（波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多；可见光的波长只有十分之几微米）引导学生根据以上知识，思考：怎样才能观察光的衍射现象？设置实验装置。

（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））师（小结）：从前面讲的光的干涉实验知道，光的波长很短，只有十分之几微米，通常的物体都比它大得多，因此很难看到光的衍射现象．但是只有当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，才可以清楚地看到光的明显衍射现象．[做一做]：用两只笔平行放置观察日光灯，逐渐减小两只笔之前的缝的宽度，有什么现象发生？为什么会观察到彩色条纹呢？光的单缝衍射演示：我们用实验进行观察．在不透光的挡板上安装有一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏(图19－13)．用平行单色光照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线方向通过狭缝，在屏上产生一条跟缝宽相当的亮线．但是，当缝调到很窄时，尽管亮线的亮度有所降低，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．这表明，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方．这就是光的衍射现象．对比单缝衍射图样，总结单缝衍射条纹的特征（引导学生归纳）1、光的单缝衍射（1）条纹特征：明暗相间的条纹。