- 高中光的衍射教案
光的衍射教案
一、教学目标
(一)知识目标
1. 知道什么是光的衍射
2. 掌握单缝和圆孔衍射的光强分布规律
(二)能力目标
1. 通过演示实验，培养学生的观察能力
2. 通过实验观察，分析，培养学生的思维能力
(三)情感目标
通过光的衍射现象，使学生体会到微观世界的运动规律，激发学生学习物理的兴趣
二、教学重难点
(一)教学重点
光的衍射现象和光强分布规律
(二)教学难点
对光具有波动性以及空间和时间上相干性的理解
三、教学过程
(一)引入新课
教师演示实验：让一束平行的自然光通过一个比较狭长的缝，让学生观察现象。提问学生观察到的现象是什么？并引导学生分析产生现象的原因。由此引出课题：光的衍射。
(二)新课教学
1. 讲解什么是光的衍射。并向学生介绍产生明显衍射现象的条件。
2. 介绍单缝衍射的光强分布曲线图。并让学生分析曲线图，总结得出结论。
3. 让学生自己动手，利用教室内的现成器材，做圆孔衍射的实验，并观察现象。教师引导学生分析得出结论。并向学生讲解什么是明暗条纹和它们的意义。
4. 介绍泊松亮斑的发现及其意义。并让学生讨论分析产生这一现象的可能原因。教师最后总结得出结论。
5. 介绍菲涅耳公式和它的应用。并让学生讨论分析这一公式对解释现象的意义。最后教师总结。
6. 让学生阅读教材中的阅读材料，了解光的衍射在科学技术中的应用。
7. 布置作业：让学生回家做教材中的课堂练习第7题，体会光的衍射规律的应用。
四、板书设计：
光的衍射
一、现象：平行的自然光通过狭缝时发生衍射。
二、规律：光强分布曲线呈中间亮，两边暗。
三、应用：使光发生明显的衍射，可将光屏上亮斑当作是衍射图样光强的测量点。在生产实践中可检验障碍物的尺寸是否与光的波长相当或比光的波长小得多。在激光技术中可控制光斑的大小和形状使之满足人们的需要。在医学上可检查人体器官的病变情况等。
四、菲涅耳公式及其应用：在研究光的传播与波动规律中起了重要作用，对解释一些光现象有重要意义。
相关例题：
光的衍射教案例题：
实验：通过单缝的夫琅禾费衍射
实验目的：
1. 观察单缝衍射条纹。
2. 测量单缝宽度和衍射条纹宽度。
实验原理：
单缝衍射是光绕过障碍物后形成的现象。在实验中，激光器发出的光经过聚光镜变成平行光，再经过单缝后照射到光屏上。由于平行光的衍射效应，光屏上会形成明暗相间的衍射条纹。
实验步骤：
1. 调整激光器、聚光镜和单缝，使光屏上的衍射条纹最清晰。
2. 使用尺子测量单缝宽度，并记录下来。
3. 观察并记录衍射条纹的宽度，与单缝宽度进行比较。
实验结果：
1. 实验中观察到的衍射条纹清晰且连续。
2. 测量得到单缝宽度为X1，衍射条纹宽度为X2。X2通常比X1大得多，说明光的衍射效应明显。
3. 根据实验数据，可以得出结论：光的衍射效应与单缝宽度有关，缝越窄，衍射条纹越宽。
例题解析：
【题目】假设实验中使用的单缝宽度为0.5mm，请计算该单缝的夫琅禾费衍射条纹宽度。
【解析】
根据夫琅禾费公式，我们可以得到：
衍射条纹宽度 = (光源波长 / 单缝宽度) × 2 × π × 单缝间距
其中，光源波长通常已知，因此我们只需要知道单缝间距即可求出衍射条纹宽度。在本题中，已知单缝宽度为0.5mm，代入公式即可求出衍射条纹宽度。
【答案】
根据上述公式，可计算出该单缝的夫琅禾费衍射条纹宽度约为1.6mm。
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