光的干涉教学设计.docxVIP

光的干涉教学设计

1.教学分析

1.1教材分析

光的干涉在《光的波动性》这一章是重要内容，也是历年高考的重点。教材分为定性和定量两节，旨在呈现科学家对光的波动性的探索过程。第一节主要探讨双缝干涉产生的条件和原因，从实验角度出发；第二节则从理论上推导亮条纹和暗条纹的间距规律，并引导学生通过实验测量波长。

（一）学习目的

知识目标

1.了解光的干涉现象，掌握相干条件；

2.理解双缝干涉的产生机制，以及明暗条纹间距与波长的关系；

3.掌握薄膜干涉的产生原理，并了解其技术应用。

（二）能力目标

通过观察实验现象，与之前学习的机械波干涉进行比较，培养学生的自主学习和问题分析推理能力。

2.教学建议

光的干涉是本章的重点之一。在讲解前，可以引导学生回顾与机械波相关的内容。在光的干涉教学中，需要特别注意相干条件的阐述。相较于机械波，光源更难满足连续振动的条件以产生相干波。即使是频率相同的单色光（实际上不存在绝对的单色光），来自两个独立光源的光，也无法保持恒定的相位差。鉴于学生的知识基础和接受水平，可以不涉及相干光的概念，而是强调通过单孔双缝使一束光成为两个振动情况相同的波源。这一要求类似于机械波中振源的振动步调相同的条件。通过演示实验，让学生观察白光和单色光的双缝干涉，加深对知识的理解。虽然双缝干涉的教学不要求定量讨论，但在讲解条纹间距与波长的关系时，应让学生理解公式中每一项的含义，并结合彩图让学生记住白光和单色光的干涉特点。另外，学生需要了解不同颜色的光具有不同的频率，光的频率仅由光源决定，与介质无关。在狭缝间距和狭缝与屏幕间距不变的条件下，单色光产生的干涉条纹间距与光的波长成正比，这一关系需要让学生掌握。至于薄膜干涉的教学，可以结合实验和演示进行，只要求学生初步认识这一现象，无需进行进一步的分析。除了肥皂膜的干涉外，还可以观察到两片玻璃之间的空气膜和水面上的油膜的干涉现象。如果有牛顿环的实验装置，也可以让学生进行观察。教材中提到了光的干涉在技术上的应用，例如用干涉法检查平面和增透膜。对此，只要求学生初步了解其原理，无需进一步补充。

关于演示实验的教学建议

1.演示实验可采用激光光学演示仪，使激光束的行进方向与学生的观察方向一致，并使用毛玻璃屏接收干涉条纹。保持光屏到双缝的距离一定（L不变），通过不同间距（d）的双缝让学生观察到屏幕上的条纹间距不同。当间距d较大时，条纹间距较窄；保持d不变，将双缝到屏的距离增大，条纹间距则变宽。

（2）学生实验用双缝干涉仪测光的波长．实验时可以用灯丝为线状的灯泡作光源，在双缝前加一滤光片（红、绿均可），让双缝对准光源且双缝平行于灯丝，这样通过双缝的为单色光．然后调节双缝的卡脚，即可在筒内带有刻波的光屏上得到单色光的干涉条纹，再从观察到的条纹中选若干条清晰的条纹，从屏上的刻度读出他们的间距之和，求出相邻两条纹的间距：，

由……可以求出

d在双缝上已标出，L从仪器上可得到，为测量到的值，即可求出，本实验除了测波长，还可以让学生用其观察白光的干涉条纹（不加滤光片，直接观察灯丝发出的光），在屏上可看到彩色条纹

（3）薄膜干涉可采用随堂实验．用生物实验用的盖玻片、酒精灯、食盐．将少许食盐撒在酒精灯的灯芯上点燃，然后将盖玻片置于火焰后方，用眼睛从前面着盖玻片即可看到明、暗相间的条纹

（4）用激光演示仪加牛顿圈配件可以在屏上得到牛顿环

教学设计示例

（一）引入新课通过机械波的干涉和衍射现象产生的条件和现象引入光的干涉和衍射

（二）教学过程（需要重点强调的主要知识点）1、实现新旧知识迁移是掌握双缝干涉的关键干涉和衍射是波的特有现象，确定某种物理过程是不是波动，就看它有没有干涉现象和衍射现象产生，只有观察到光的干涉现象和衍射现象，才能确认光具有波动性在学习双缝干涉前，应回顾下列有关机械波的知识：A、两列波彼此相遇后，仍像相遇以前一样，各自保持原有的波形，继续向前传播；B、在两列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移矢量和；C、频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉；D、要得到稳定的干涉图样，两个波源必须是相干波源

2、掌握了上述波的共同性后，再分析光的特殊性．由于物质发光的特殊性，任何两个独立的光源发出的光相叠加均不能产生干涉现象怎样才能得到相干光源呢？双缝干涉就是成功的一例．在双缝干涉实验中，光从单缝射到双缝上，形成了两个振动情况总是相同的相干光源，它们在光屏上叠加就出现干涉图样．上述思维过程，不仅能顺利地掌握双缝干涉，同时为研究薄膜干涉打好了基础

（1）双缝干涉两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏上相通形成稳定的干涉条纹．在双缝干涉实验中，光屏上某点