高中物理光的衍射教案大全
高中物理光的衍射教案大全一
光的衍射教学设计
在中学物理教学中，将所学知识应用到实际生活中去，有利于帮助学生加深对物理知识的理解，有利于培养学生解决实际问题的能力，有利于提高学生进一步学习物理知识的兴趣。笔者在“光的衍射”一节教学中进行了尝试，收到了良好的教学效果。
一、教学设计
现行人教版高中《物理》教材中，对“光的衍射”一节的处理是基于单缝衍射和圆孔衍射两个实验，而且以此说明光发生明显衍射的条件和现象。在教学过程中，通过在教材中两个实验的基础上进行延伸、拓展，引导学生对比分析发现：光通过不同形状的障碍物发生衍射时，其衍射图样不一样。再进一步演示和观察光通过正三角形孔、正方形孔、正多边形孔的衍射现象加以验证，并介绍光的衍射在现代技术上的应用，如X射线通过晶体发生晶格衍射。反过来，用对应的衍射图样来推测晶体的微观结构。让学生分析为什么光学显微镜放大倍数受到限制，以及对光在介质中沿直线传播规律进一步再认识，使学生对光的衍射现象的认识得到升华。
二、实验器材及操作
光源选用激光笔，缝和孔的具体制作过程简述如下：
用刀片、缝衣针等工具在不透光的塑料卡片(如电话卡)上，分别刻制出不同宽度的缝和不同大小、不同形状的孔。
如图1所示卡片上制作宽度约为2 mm的缝a和宽度约为0.5 mm的缝b;如图2所示卡片上制作直径约为2 mm的圆孔c和直径约为1 mm的圆孔d;如图3所示卡片上制作线度都约为1 mm的正三角形孔e、正方形体正多边形孔g。
演示时，把有孔或缝的卡片固定在支架上作为挡板，在相距1 m左右的位置，把激光笔光源照射到缝或孔上，在光屏(可以把白色墙壁作为光屏)上可看到相应的衍射现象，实验装置如图4所示。
三、教学过程
1.提出问题
师问：衍射是波所特有的现象，既然光也是一种波，为什么在日常生活中没有观察到光的衍射现象?
学生讨论。
2.分析问题
师问：衍射是波绕过障碍物传播的现象。波要发生明显的衍射现象(也即人们肉眼能直接观察到波的衍射现象)必须满足什么条件?
生答：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。
师问：怎样才能观察到光的衍射现象呢?
生答：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
实验一：如图4所示装置，把激光笔发出的激光分别照在单缝b、d上，观察屏上的图样。
现象及分析：当激光照在宽缝a上时，光沿着直线方向通过缝，在屏上产生一条跟缝的宽度相当的亮线;当激光照在窄缝b上时，光通过缝后就明显地偏离了直线传播方向照到了屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的条纹，如图5所示，这就是光的衍射现象。
实验二：在上述实验中，把挡板换成图2所示卡片，把激光笔发出的激光分别照在圆孔c、d上，观察屏上的图样。
现象和分析：当激光照在直径较大的孔C上时，在屏上得到一个圆形亮斑，圆的大小跟按光沿直线传播规律作图得到的一样。当激光照在直径较小的孔d上时，屏上得到一些明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光沿直线传播所对应照明的区域，如图6所示。
小结：上述两个实验说明：当缝或孔较大(比光波波长大得多)时，衍射现象不明显(肉眼很难直接观察到);当缝或孔很小(与光波波长接近或比光波波长更小)时，衍射现象十分明显。
4.知识延伸
师问：同学们，试比较上面单缝衍射和圆孔衍射图样，有那些相同点，又有哪些不同点?
生答：相同点都是明暗相间的条纹。不同点是圆孔衍射条纹为圆环形状，而单缝衍射条纹是直线形状。
师问：通过比较，说明衍射图样的形状与什么有关?
高中物理光的衍射教案大全二
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)]
