人教版選修34 光的衍射 第1課時 教案.docx

光的衍射一、教學目標1、知識與技能（1）認識光的衍射現(xiàn)象，使學生對光的波動性有進一步的了解（2）了解光產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長、縫寬的定性關(guān)系2、過程與方法（1）通過觀察實驗，培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力（2）通過觀察實驗培養(yǎng)學生觀察、表述物理現(xiàn)象，概括規(guī)律特征的能力，學生親自做實驗培養(yǎng)學生動手的實踐能力3、態(tài)度、情感、價值觀（1）通過對“泊松亮斑”的講述，使學生認識到任何理論都必須通過實踐檢驗，實驗是檢驗理論是否正確的標準二、教學重點與難點分析：（1）通過眾多的光的衍射實驗事實和衍射圖片來認識光的波動性（2）光的衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象根本上講都是光波的相干疊加（3）正確認識光發(fā)生明顯衍射的條件（4）培養(yǎng)學生動手實驗?zāi)芰?，教育學生重視實驗，重視實踐三、教學過程1、常見的衍射現(xiàn)象有那些？小孔衍射、小屏衍射、單縫衍射、邊緣衍射。例1、在觀察光的衍射現(xiàn)象的實驗中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠處的日光燈管或線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫)，可以看到 ()a.黑白相間的直條紋 b.黑白相間的弧形條紋c.彩色的直條紋 d.彩色的弧形條紋例2、在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()a.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失b.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在c.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮d.屏上無任何光亮2、為什么平時很難見到光的衍射現(xiàn)象？（發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件）因為發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為：逢、孔、障礙物的尺度與波長接近時。由于光的波長很短，所以生活中很難看到光的衍射現(xiàn)象。例1、如圖4-2所示，a、b兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖案.其中圖a是光的_(填“平行”或“衍射”)圖象，由此可判斷出圖a所對應(yīng)的圓孔的孔徑_(填“大于”或“小于”)圖b所對應(yīng)的圓孔的孔徑.3、什么是“泊松亮斑”？誰提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？誰證實了“泊松亮斑” 的存在？你從中能體會到什么？著名數(shù)學家泊松根據(jù)菲涅耳的波動理論推算出：把一各不透光的小圓盤放在光束中，在小圓盤后方的光屏上，圓盤陰影中央出現(xiàn)一個亮斑。后人稱此亮斑為泊松亮斑。泊松指望這一預(yù)言能推翻光的波動學說，因此他要求菲涅耳做實驗。菲涅耳接受挑戰(zhàn)，他完成了實驗，證實了這一亮斑的存在。4、你能解釋光學顯微鏡的放大率為什么會受到限制嗎？（1）人眼最小分辨距離約為0.2mm（2）由于人視網(wǎng)膜寬度有限，為增加放大率就應(yīng)物鏡及目鏡的孔徑。當孔徑小到一定程度可見光將發(fā)生衍射，在這種情況下再增大放大率已不能提高清晰度。所示光學顯微鏡的放大率受到限制。只能達到上千倍。（3）為避免上述現(xiàn)象就必須降低光的波長，人眼就無法識別且有害。必須進行光電轉(zhuǎn)換。這就是光電顯微鏡。5、你能解釋交通燈為什么用紅、黃兩色作為安全信號嗎？為避免云霧小水滴阻擋光的傳播（紅光波長長易發(fā)生衍射）課堂練習：1.關(guān)于衍射，下列說法正確的是()a.衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果b.雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象c.一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象d.影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實e.入射波的波長越大，越容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象【解析】衍射圖樣是復(fù)雜的光波的疊加現(xiàn)象，雙縫干涉中光通過三個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象，一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射.一切波都能發(fā)生衍射，但要發(fā)生明顯的衍射，需要滿足障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件，故a、b、e正確，c、d錯誤.【答案】abe2.如圖432所示，甲、乙、丙、丁四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣.分析各圖樣的特點可以得出的正確結(jié)論是()圖432a.甲、乙是光的干涉圖樣b.丙、丁是光的干涉圖樣c.形成甲圖樣光的波長比形成乙圖樣光的波長長d.形成丙圖樣光的波長比形成丁圖樣光的波長長e.甲和丙都是光的衍射圖樣【解析】由圖樣可得甲和乙是等間距的，丙和丁是不等間距的且中間最寬，所以甲和乙是干涉條紋，丙和丁是衍射條紋，a正確，b、e錯誤；其中甲比乙的條紋間距大，故形成甲圖樣光的波長比形成乙圖樣光的波長長，c項正確；丙比丁的條紋間距大，形成丙圖樣光的波長比形成丁圖樣光的波長長，d項正確.【答案】acd3.在觀察光的衍射實驗中，分別觀察到如圖433甲、乙所示的清晰的明暗相間的圖樣，圖中黑線為暗紋.那么障礙物應(yīng)是甲乙圖433甲圖對應(yīng)的障礙物應(yīng)是_，乙圖對應(yīng)的障礙物應(yīng)是_.【解析】比較兩圖，它們的背景明顯不同，甲圖的背景為黑色陰影，說明障礙物應(yīng)是很大的不透明擋板，中間有透光并且?guī)в醒苌鋱D樣的花紋，說明擋板的中間有小圓孔；乙圖的背景為白色，說明周圍沒有障礙物，中間有不透光圓形陰影，并且?guī)в醒苌鋱D樣的花紋，說明中間存在很小的不透明圓板，乙圖正中央的小亮點是泊松亮斑.【答案】較大的中間有小圓孔的不透明圓板很小的不透明圓板4.在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片p和q，在q的后邊放上光屏，如圖434所示，則下列說法正確的是()圖434a.q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度不變b.q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度時強時弱c.p不動，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度不變d.p不動，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度時強時弱e.偏振現(xiàn)象表明光是橫波【解析】p是起偏器，它的作用是把太陽光(自然光)轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆?，該偏振光的振動方向與p的透振方向一致.所以當q與p的透振方向平行時，通過q的光強最強；當q與p的透振方向垂直時，通過q的光強最弱.即無論旋轉(zhuǎn)p或q，屏上的光強都是時強時弱.故正確答案為b、d、e.【答案】bde5.電子表的顯示屏利用了液晶的旋光性，當液晶上不加電壓時，偏振光通過液晶時偏振方向會旋轉(zhuǎn)90，這就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上電壓，則旋光性消失.有一種電子表的顯示屏是透明的，而在顯示數(shù)字的筆畫處不透光，則上下兩個偏振片的透振方向相互_；筆畫處為_電極，因此加上電壓時變?yōu)開的.【解析】假設(shè)光從下向上傳播，光線通過下偏振片時成為偏振光，如果不加電壓，偏振光通過液晶時偏振方向旋轉(zhuǎn)90，此時光線能透過上偏振片，可知上偏振片的透振方向應(yīng)與此時偏振光的偏振方向相同，即與下偏振片的透振方向垂直；組成數(shù)字的筆畫處有時透明，有時不透明，可知筆畫處為透明電極，當加上電壓時液晶旋光性消失，光線不能透過.【答案】垂直透明不透明6.用點光源發(fā)出的光照射一個障礙物，在屏上形成的陰影的邊緣部分模糊不清，產(chǎn)生的原因是()a光的反射 b光的折射c光的干涉 d光的衍射解析：選d光發(fā)生衍射后會分散在一個區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域都有部分光到達也就會出現(xiàn)不明不暗模糊不清的現(xiàn)象。7平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法 中正確的有()a在衍射圖樣的中心都是亮斑b泊松亮斑中心