高中物理人教版 (新课标)选修35 光的衍射教学设计

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13.5 光的衍射现象


三维教学目标


1、知识与技能


（1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解；


（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。


2、过程与方法


（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；


（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。


3、态度、情感、价值观


（1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。


教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。


教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践。


教学过程：


第五节 光的衍射现象





1、常见的衍射现象有那些？








小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。





例1：在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到 ( )


A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹





例2：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )


A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失


B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在


C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮


D.屏上无任何光亮





2、为什么平时很难见到光的衍射现象？


（发生衍射现象的条件）


因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。


例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。





3、什么是“泊松亮斑”？


谁提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？谁证实了“泊松亮斑” 的存在？你从中能体会到什么？


著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一各不透光的小圆盘放在光束中，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴影中央出现一个亮斑。后人称此亮斑为泊松亮斑。泊松指望这一预言能推翻光的波动学说，因此他要求菲涅耳做实验。菲涅耳接受挑战，他完成了实验，证实了这一亮斑的存在。





4、你能解释光学显微镜的放大率为什么会受到限制吗？





（1）人眼最小分辨距离约为0.2mm





（2）由于人视网膜宽度有限，为增加放大率就应物镜及目镜的孔径。当孔径小到一定程度可见光将发生衍射，在这种情况下再增大放大率已不能提高清晰度。所示光学显微镜的放大率受到限制。只能达到上千倍。





（3）为避免上述现象就必须降低光的波长，人眼就无法识别且有害。必须进行光电转换。这就是光电显微镜。





5、你能解释交通灯为什么用红、黄两色作为安全信号吗？


为避免云雾小水滴阻挡光的传播（红光波长长易发生衍射）





例1：有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间有很好的视力，其原因是（ ）


A.不需要光线，也能看到目标


B.自身眼睛发光，照亮搜索目标


C.可对红外线产生视觉


D.可对紫外线产生视觉