光的干涉教学设计

《光的干涉》教案【课题】光的干涉【教学时间】1课时【教学对象】高三年级学生【教材】人教版高中物理选修3-4第十三章第3节【教学内容分析】1.教材的地位和作用本节的主要内容是介绍光的属性之一——光的干涉。光的干涉属于近代物理知识，是学生进一步探究光的本性的基础。同时通过建立相位和周期的联系，光程差和相位差的联系，可以培养学生将物理问题数学化，从数学公式中了解物理含义的能力。2.课程标准对本节的要求观察光的干涉现象。知道产生干涉现象的条件。3.教材内容安排本节从讨论光的本性入手，介绍光的干涉现象，利用双缝干涉现象，介绍光的干涉的特征，然后将光的干涉与机械波的干涉进行类比，介绍光产生干涉的条件和光产生干涉明条纹与暗条纹的公式，并将此公式应用于双缝干涉，定性得出双缝干涉现象中相邻明（或暗）条纹之间的距离。最后呼应节首，利用光的干涉知识，分析白光条纹的特点。4.教材的特点第一、注重知识间的前后联系和连贯。通过与机械波的干涉的类比，总结光产生干涉的条件及产生明暗条纹的条件。第二、培养学生将物理问题数学化的能力。第三、重视物理知识与生活的联系，培养学生从生活中的现象中寻找物理规律的兴趣。5.对教材的处理光的干涉现象在生活中并不常见，可以通过与学生常见的机械波的干涉现象进行比较与分析，加深学生理解。本节中的“光程差”往往不容易被学生理解，可以通过与“光的传播路程”作比较，利用相位差的概念，将两者联系起来加以说明。通过学生讨论后提出问题，并结合双缝干涉实验将抽象问题可视化，培养学生观察分析的能力，提升学生学习物理的兴趣。【学生情况分析】1.学生的兴趣学生具有强烈的好奇心和求知欲，对观察演示实验及动手操作具有极大的兴趣。2.学生的知识基础学生已经学习过光学的一些基本知识，以及机械波的干涉的相关知识。学生在生活中缺乏对光的干涉现象的直观经验，但是具有对水波、声波等机械波干涉的经验与理论。学生对于“光程差”不易理解，但对“光的传播路程”和相位差有一定的理解。3.学生的认知特点高三学生已有一定的自主构建新知识框架的能力，可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想。高三学生已有一定的物理学科方法，如观察与分析实验，假说方法，从现象中归纳规律等。具备了一定的分析问题、解决问题的能力，因此在本节中引导学生从实验中发现问题，找出其解决方法，以理解光的干涉的条件。【教学目标】1.知识与技能（1）了解光的干涉及特点。（2）知道光产生干涉的条件。（3）会分析白光干涉条纹及其特点。2.过程与方法（1）通过光的干涉与机械波的干涉的比较，学会比较分析的方法。（2）培养将所学知识应用于实践的能力。3.情感态度与价值观通过利用光的干涉公式分析薄膜的实例，让学生学会关心生活中的问题，并应用所学的知识去解决。【教学重难点】1.教学重点了解光的干涉及特点，知道光产生干涉的条件。2.教学难点理解“光程差”的概念，用波动理论解释光产生明暗条纹的原理。【教学策略设计】1.教学组织形式新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节课采用讨论交流的形式，充分调动学生在物理课堂中的主动性，培养学生的合作意识。通过课堂演示实验与学生动手实验相结合，贯穿探究的思想，让学生体验科学家探索科学的乐趣与经历。2.教学方法（1）讨论法在教师的指导下，学生以小组为单位，围绕光的干涉特点、光产生干涉的条件等中心问题各抒己见，以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。（2）探究法教师创设出情景，由学生主动发现并提出问题，并在教师的引导下集中于一或两个问题进行共同讨论。然后通过一系列观察、测量、比较、分析等活动，收集与问题有关的信息资料，形成一个假说并提出解决问题的方案，最后对问题形成一个合理的解释，得出结论或规律。探究法可以使学生更准确地认识客观世界和科学的真实，培养和发展学生从事研究必要的探究能力，掌握科学的思维方法，有利于学生科学概念的形成，并能激发学生学习的兴趣，培养良好的个性品质。（3）演示法教师在课堂上通过展示双缝干涉实验，让学生通过观察获得光的干涉现象的感性认识。3.学法指导“授人以鱼，供一饭之需；授人以渔，则终身受用。”教法的实质是学法，教学过程实质上是学生的学习过程，教学设计实质是学生学习方法的设计。教学过程中学生的认知体验、情感体验以及道德体验决定着教学的最终结果。首先，介绍“微粒说”与“波动说”的交锋，激发学生的好奇心与求知欲。接着，通过演示两个小红灯泡是否发生干涉的实验引导学生讨论光的干涉现象和条件解决本节的重点。再通过教师与学生交流讨论光的干涉条纹特征，用波动理论解释明暗条纹形成的原理。然后由学生动手实验，自制双缝观察光的干涉现象，最后尝试解释复色光源的干涉。教学媒体设计【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【创设情境引出问题】讨论光的本性激发学生的兴趣。【观察实验交流讨论】演示两个完全相同的小灯泡的衍射实验提问：如果你穿越时空到达惠更斯的时代当科学家,你怎么去帮助惠更斯证明光具有波动性呢?提问：（1）这两个小灯泡发生了干涉现象了吗？提问：为什么没有产生干涉现象？答：波的特性是干涉、衍射。看光能不能发生干涉或者衍射的现象答：没有只有一片红光，没有明暗相间的条纹答：可能是频率不同，也可能是相位不同激发学生的兴趣引入新课。与波的干涉类比得出光的干涉产生的条件利用动画演示双缝干提问：双缝的作用答：双缝的作用是提供相干光源。进一步明确产创设情境，引出问题观察实验，交流讨论分析问题，得出结论规律应用，总结提高介绍“粒子说”与“波动说”两大学说，提出光的本性的问题演示小灯泡干涉实验及其杨氏双缝干涉实验，讨论光的干涉现象及光的干涉条件自制双缝干涉演示仪讨论光的干涉条纹的特征，用波动理论解释明暗条纹形成的原理解释白光条纹的形成特点。总结涉实验是什么？产生了什么现象？说明了什么？说明光是一种波。生光的干涉证明光具有波动性【分析问题得出结论】利用自制双缝干涉演示仪演示光产生干涉过程，用波动理论解释明暗条纹形成原理。【探究与讨论】提问：1、在光屏上获得的干涉图样是什么样的？2、明（暗）条纹的宽度是否相同1光屏上为什么会出现明暗相间的条纹2在光屏上哪些位置出现明条纹;哪些位置出现暗条纹?答：1明暗相间的条纹2明（暗）条纹的宽度相同答：峰峰（谷谷）相遇。加强区会出现明条纹。峰谷相遇的区域会出现暗条纹。答：当光程差δ=nλ(n=0123等)时出现亮纹当光程差δ=半波长的奇数时出现暗纹通过光的干涉与机械波的干涉的比较，学会比较分析的方法。充分调动学生在物理课堂中的主动性，培养学生的合作意识理解“光程差”的概念，用波动理论解释光产生明暗条纹的原理【深化理解巩固拓展】学生自制双缝观察光的干涉现象强调双缝间距要尽量小。提问：干涉条纹间距与双缝间距及双缝至光屏的距离有什么关系？用自制的双缝观察单色光的干涉现象。答：干涉条纹间距与双缝间距有关，与双缝至光屏距离有关。深化理解巩固，能用所学知识分析白光干涉条纹及其特点用自制双缝观察日光灯提问：观察到什么现象？为什么会出现彩色条纹？彩色条纹有什么特点？（中央是什么条纹？为什么？）答：彩色条纹。白光是由七种颜色的单色光组成，每种光的波长不同，条纹间距也不用。中央是白色明纹。因为任何颜色的光在中央都是加强区。【板书设计】1.扬氏双缝干涉实验①光的干涉条件:相干光②干涉图样的特点③产生明暗条纹的条件亮纹：光程差δ=kλ暗纹：光程差δ=（2k+1)λ/22白光的干涉图样特点