人教版高中物理第三册光的干涉教案2.doc

用心爱心专心

光的干涉
一、教学目标
1．知识目标：
（1）通过实验观察认识光的干涉现象，知道从光的干涉现象说明光是一种波.
（2）掌握光的双缝干涉现象是如何产生的，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹.
（3）掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程.
（4）知道不同色光的频率不同，掌握波长、波速、频率的关系.
（5）通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用.
2．能力目标：
（1）通过了解杨氏把一个点光源发出的一束光分成两束，理解相干光源的设计思想.
（2）通过根据波动理论分析单色光双缝干涉，培养学生比较推理，探究知识的能力.
（3）在认真观察实验事实的基础上，加强抽象思维能力的培养
3．德育目标：
通过对光的本性的初步认识，建立辩证唯物主义的世界观.
二、教学重点
双缝干涉图象的形成实验及分析
三、教学难点
1．亮纹（或暗纹）位置的确定.
2．亮纹（或暗纹）间距公式的推导.
四、教学方法
通过机械波干涉现象的复习，过渡到光波的叠加，进而提出问题，引发思考，在实验观察的基础上通过探究现象成因，总结规律，完成本节课的教学目标，最后通过对薄膜干涉成因的分析达到拓展应用，提高能力的目的.
五、教学用具
JGQ型氦氖激光器一台，双缝干涉仪25台，多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（图20—1~20—13静态图片及Flash动画），酒精灯一盏，金属圈一个，大烧杯一个，适量肥皂液（或洗衣粉液），少量食盐，牛顿环，凸透镜（为取得理想实验效果，本节课在光学实验室进行）.

图20—1
六、课时安排
1课时
七、教学过程
（一）引入新课
复习机械波的干涉
［复习提问，诱导猜想］
［多媒体投影静态图片20—1］
［师］大家对这幅图还有印象吗？
［生］有，波的干涉示意图.
［投影问题］
［师］请大家回忆思考下列问题
图20—1中，S1、S2是两个振动情况总是相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b、c、d、e中哪些点振动加强？哪些点振动减弱？

学生回答结果不出所料，大部分同学能答出a、c两点振动加强，d、e两点振动减弱，而对于b点则出现了争议.一种认为b点是振动加强点，另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态.
［师］b点振动加强和减弱由什么来决定呢？只有弄清这一点才能解决两派同学的争端.
（有学生低语，“路程差”）
［师］好！刚才这位同学说到了关键，那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差.
［生］由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线，所以b到S1、S2的路程差为零.
［师］那么b点应为振动——（学生一起回答）：加强点.
（教师总结机械波干涉的规律，突出强调两列波的振动情况总是完全相同.）
［师］光的波动理论认为，光具有波动性.那么如果两列振动情况总是相同的光叠加，也应该出现振动加强和振动减弱的区域，并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象.那么这种干涉是一个什么图样呢？大家猜猜.
［生］应是明暗相间的图样.
［师］猜想合理.那么有同学看到过这一现象吗？
（学生一片沉默，表示没有人看到过）
［师］看来大家没有见过.是什么原因呢？
［生1］可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源.
［生2］可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象.
［师］两位同学分析得非常好，也许是没有干涉的条件，也许是相逢未必曾相识.大家看他们俩谁分析得对呢？
［生］我觉得生1说的不成立，这样的光源很多，像我们教室里的日光灯，我觉得它们完全相同.
［师］好.我们可以现场来试试.
（先打开一盏日光灯，再打开另一盏对称位置的日光灯）
［师］请大家认真找一找，墙上、地上、天花板上，有没有出现明暗相间的干涉现象？
（大家积极寻找，没有发现，思维活跃，议论纷纷）
［师］看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”.
［投影图20—2］
图20—2

［师］1801年，英国物理学家托马斯·杨想出了一个巧妙的办法，把一个点光源分成两束，从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”，成功地观察到了干涉条纹，为光的波动说提供了有力的证据，推动了人们对光的本性的认识.下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验.
［板书］光的干涉
（二）进行新课
1．双缝干涉实验
［动手实验，观察描述］
介绍图20—2杨氏实验装置
（出于时间和观察效果考虑，不在课堂上做这一实验）
介绍侧重于单孔的作用，是获得来自同一光源的一束光波，双孔的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”.因为两孔相距0.08mm左右，很近，且与单孔屏上的孔距离相等，所以单孔的光会同时到达这两个孔，这两个孔将同一列光一分为二，因而两个小孔成了“两个振动情况完全相同的新波源，它们在屏上叠加，就会出现明暗相间的条纹”.
用氦氖激光器演示双缝干涉实验
指导学生用双缝干涉