高中物理第十三章光第5、6节光的衍射光的偏振教学案新人教选修3-4
第5、6节光的衍射__光的偏振
1.衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央条纹最
宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，
亮度越低。
2．白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧
为彩色条纹，外侧呈红色，靠近白色亮纹的内侧为
紫色。
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着
某个特定的方向振动的光。
一、光的衍射
1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。
2．衍射图像：衍射时产生的明暗条纹或光环。
3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹。
4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。
5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象。在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
二、衍射光栅
1．衍射光栅的结构
由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。
2．衍射图样的特点
与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
3．衍射光栅的种类
反射光栅、透射光栅。
三、光的偏振
1．横波与纵波的特点
横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。纵波中，各点的振动方向总与波的传播
方向在同一直线上。横波有偏振现象。
2．自然光和偏振光
(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。
3．光的偏振
偏振现象只有沿偏振片的“透射方向”振动的光波才能通过偏振片
结论偏振现象表明，光是一种横波
偏振光的
形成①自然光通过偏振片后，得到偏振光
②自然光在介质表面反射时，反射光和折射光都是偏振光
偏振现象的应用①把偏振片装在照相机镜头前
②电子表的液晶显示
1．自主思考——判一判
(1)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。(×)
(2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。(×)
(3)用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹。(√)
(4)凡是波都有偏振现象。(×)
(5)反射可以引起自然光的偏振。(√)
(6)拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象。(√)
2．合作探究——议一议
(1)衍射和干涉条纹都是明暗相间的，两种条纹是否完全一样？
提示：不一样。衍射条纹是中间最宽、最亮，从中央向两侧逐渐变窄、变暗；干涉条纹是等间距的条纹，即宽度和亮度相同。
(2)自然光和偏振光有什么不同？
提示：自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，而偏振光只在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。
三种衍射图样的特点比较
1．单缝衍射图样
(1)中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，中央条纹最宽，两边条纹宽度变窄。
(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮条纹的亮度降低。
(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大。
(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮。
2．圆孔衍射
(1)圆孔衍射：
如图13-5-1甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙所示的圆形亮斑(光的直线传播)；减小圆孔，光屏上出现光源的像(小孔成像)；当圆孔很小时，光屏上出现图丙所示的亮、暗相间圆环(衍射图样)。
图13-5-1
(2)圆孔衍射的图样特征：
①单色光的圆孔衍射图样：中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环；越向外，圆(亮)环亮度越低。
②白光的圆孔衍射图样：中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。
3．圆板衍射
(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
(2)形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
(3)周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。
[典例] 某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图13-5-2所示的衍射图样。据此可以判断出( )
图13-5-2
A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样
B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样
C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大
D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大
[解析] 甲图的衍射图为明暗相间的圆环，而乙图为在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑，故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样，乙为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样，故A正确。
[答案] A
衍射图样的特征
(1)对于衍射条纹的特征用十二个字概括：“中宽边窄”“中亮边暗”“中白边彩”。其中“中白边彩”只适合于白光光源。
(2)各种衍射图样的形状不同，而图样的分布规律、影响因素都是类似的。
1．(多选)在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是( )
A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
解析：选ACD 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，故选项A、C、D正确。
2．(多选)平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有( ) A．在衍射图样的中心都是亮斑
B．泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C．小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑
D．小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
解析：选AB 小孔衍射的图样是中心亮点，向外依次为明暗相间的环状条纹；泊松亮斑的图样是中心亮点，向外是圆板的黑影，再向外是明暗相间的环状条纹，如图所示。
3.如图13-5-3，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将________(选填：“增大”“减小”或“不变”)；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在___________________________________________情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
图13-5-3
解析：根据条纹间距由d、L和波长决定可知，增加缝宽，可以使条纹间距离减小；光遇到障碍物时，当障碍物的尺寸与波长接近时，会发生明显的衍射现象，当障碍物较大时，光近似沿直线传播。
答案：减小光的波长比障碍物小得多
单缝衍射与双缝干涉的比较
1．单缝衍射与双缝干涉的对比
单缝衍射双缝干涉
不同点产生条件
只要狭缝足够小，任何光都能发生明显衍射现
象
频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等
条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距
亮度中央条纹最亮，两边最暗条纹清晰，亮度基本相等
相同点
成因都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果意义都是波特有的现象，表明光是一种波
2．三点提醒
(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列。
(2)光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大。
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加。
1．(多选)如图13-5-4甲、乙所示，是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正确的是( )
图13-5-4
A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样
C．甲为双缝干涉的图样 D．乙为单缝衍射的图样
解析：选AB 甲图中的条纹宽度不等，中央宽，两侧窄，应为单缝衍射图样。乙图中的条纹等宽等距，应为双缝干涉图样，故A、B正确，C、D错误。
2．如图13-5-5所示的4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)。则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )
图13-5-5
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
解析：选B 双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹。干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光。同一单缝衍射条纹，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光。
偏振光的理解及应用
1．自然光与偏振光的对比
自然光偏振光
光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光
光的振动在垂直于光的传播方向的平面内，光振在垂直于光的传播方向的平面内，光振
方向动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同动沿某一特定方向(与起偏器的透振方向一致)
2．偏振光的产生方式
(1)自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也会变化。自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。
(2)自然光经过偏振片(起偏器)后能形成偏振光。偏振光可以用另一个偏振片(检偏器)检验。
3．光的偏振的应用
(1)摄影技术中的应用
光的偏振现象有很多应用，如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照片。故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”。
(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用
偏振片——汽车司机的福音。在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐椅前面的挡风玻璃上安装一片偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问题。从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟司机坐椅前挡风玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里。而从自己的车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向相同，所以司机仍能看清自己的车灯照亮的路面和物体。
[典例] (多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是( )
A．上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B．上下两个偏振片的透振方向相互平行
C．笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的
D．笔画处没有电极，其余部分为透明电极
[审题指导] 第一个偏振片为起偏器，液晶有旋光性(加电压时消失)，第二个偏振片为检偏器。解答本题的关键在于分析光的偏振方向的变化。
[解析] 假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振
光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直，选项A正确，B错误；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过，选项C正确，D错误。
[答案] AC
(1)自然光通过偏振片后变成偏振光。
(2)当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时，通过偏振片的光的强度不同。
(3)当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角为90°时，将无光通过偏振片。
1．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是( )
A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D．自然光和偏振光都能使感光底片感光
解析：选D 振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以A错。光的偏转现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以B错。光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以C错。自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确。
2．在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是( ) A．减弱反射光，从而使景物的像清晰
B．增强反射光，从而使景物的像清晰
C．增强透射光，从而使景物的像清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像清晰
解析：选A 由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光。
3. (多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，如图13-5-6所示，则下列说法正确的是( )
图13-5-6
A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变
B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱
C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变
D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱
解析：选BD P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q 与P的透振方向垂直时通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。
1．(多选)下列说法中正确的是( )
A．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光
B．光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光
C．光振动沿特定方向的光才是偏振光
D．光振动沿特定方向的光才是自然光
解析：选AC 根据自然光、偏振光的概念易判断出选项A、C正确。
2．对衍射现象的定性分析，不正确的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象
B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
解析：选D 衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，所以选项D错误。
3．(多选)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( )
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光
C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
解析：选BD 自然光沿各振动方向的光波的强度相同，A错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，B正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，C错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，D正确。
4．(多选)如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)( )
解析：选ABD 自然光通过偏振片后成为偏振光，当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通过，所以A、B、D正确。
5. (多选)如图1所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则下列说法中正确的是( )
图1
A．此时A、B的偏振方向平行
B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
C．将A或B绕OO′轴旋转90°时，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
D．将A沿顺时针方向旋转180°时，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
解析：选AC 当两偏振片平行时，透射光强度最强，当两偏振片垂直时，透射光强度最弱，几乎为零，故选项A、C正确。
6．如图2所示，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
图2
解析：根据甲图中图样的特点可知甲图为单孔衍射的图样。乙图中只有一个圆形亮斑，周围没有衍射条纹说明乙图所对应的情景中没有发生明显衍射，说明孔的尺寸比波长大得多。
答案：衍射小于
7．如图3所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理。正确的说法是( )
图3
A．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
C．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
D．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
解析：选B 根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏器和检偏器的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小。因此选项B正确。
8．使太阳光垂直照射到一块遮光板，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列：________。
A．圆形光斑
B．明暗相间的彩色条纹
C．变暗消失
D．正方形光斑
E．正方形光斑由大变小
解析：由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时光可看做是近似直线传播，在屏上得到孔的影；当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；孔再继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失。
答案：DEABC
9.如图4所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由。
图4
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P。
(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直。
解析：(1)到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，故能看到干涉条纹。
(2)由于从P1、P2射出的光透振方向相互垂直，不满足干涉条件，若P1和P2中有一个与P的透振方向垂直，在光屏上也没有其中之一的光波，两振动方向相互垂直的光不能产生干涉现象，故不能看到与双缝平行的干涉条纹。
答案：见解析
(完整版)光的波粒二象性教案
光的波粒二象性 教案示例 一、教学目标 1．知识目标 （1）了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题． （2）了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题． （3）了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性． （4）了解光是一种概率波． 2．能力目标 培养学生对问题的分析和解决能力，初步建立光与实物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子运动的观念． 3．情感目标 理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的． 二、重点、难点分析 1、这一章的内容，贯穿一条主线——人类对光的本性的认识的发展过程．结合各节内容，适当穿插物理学史材料是必要的．这种做法不但可使课堂教学主动活泼，内容丰富，还可以对学生进行唯物辩证思想教育．本节就课本内容，十分简单，学生学起来十分枯燥．课本所提到的内容，都是结论性的，加入一些史料不仅可能而且必要． 2、本节中学生初步接触量子化、二象性、概率波等概念，由于没有直接的生活经验，所以在教学中要重点让学生体会这些概念． 三、主要教学过程 光学现象是与人类的生产和日常生活密切相关的．人类在对光学现象、规律的研究的同时，也开始了对光本性的探究． 到了17世纪，人类对光的本性的认识逐渐形成了两种学说．
（一）光的微粒说 一般，人们都认为牛顿是微粒说的代表，牛顿于1675年曾提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”．用这样的观点，解释光的直进性、影的形成等现象是十分方便的． 在解释光的反射和折射现象时，同样十分简便．当光射到两种介质的界面时，要发生反射和折射．在解释反射现象时，只要假设光的微粒在与介质作用时，其相互作用，使微粒的速度的竖直分量方向变化，但大小不变；水平分量的大小和方向均不发生变化（因为在这一方向上没有相互作用），就可以准确地得出光在反射时，反射角等于入射角这一与实验事实吻合的结论． 说到折射，笛卡儿曾用类似的假设，成功地得出了入射角正弦与折射角正弦之比为一常数的结论．但当光从光疏介质射向光密介质时，发生的是近法线折射，即入射角大，折射角小．这时，必须假设光在光密介质的传播速度较光在光疏介质中的传播速度大才行． 一束光入射到两种介质界面时，既有反射，又有折射．何种情况发生反射，何种情况下又发生折射呢？微粒说在解释这一点时遇到了很大的困难．为此，牛顿提出了著名的“猝发理论”．他提出：“每一条光线在通过任何折射面时，便处于某种为时短暂的过渡性结构和状态之中．在光线的前进过程中，这种状态每隔相等的间隔（等时或等距）内就复发一次，并使光线在它每一次复发时，容易透过下一个折射面，而在它（相继）两次复发之间容易被这个面所反射”，“我将把任何一条光线返回到倾向于反射（的状态）称它为‘容易反射的猝发’，而把它返回到倾向于透射（的状态）称它为‘容易透射的猝发’，并且把每一次返回和下一次返回之间所经过的距离称它为‘猝发的间隔’”．如果说“猝发理论”还能解释反射和折射的话，那么，以微粒说解释两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一常见的现象，微粒说则完全无能为力了． （二）光的波动说 关于光的本性，当时还存在另一种观点，即光的波动说．认为光是某种振动，以波的形式向四周围传播．其代表人物是荷兰物理学家惠更斯．他认为，光是由发光体的微小粒子的振动在弥漫于一切地方的“以太”介质中传播过程，而不是像微粒说所设想的像子弹和箭那样的运动．他指出：“假如注意到光线向各个方向以极高的速度传播，以及光线从不同的地点甚至是完全相反的地方发出时，光射线在传播中一条光线穿过另一条光线而相互毫不影响，就能完全明白这一点：当我们看到发光的物体时，决不可能是由于从它所发生的物质，像穿过空气的子弹和箭一样，通过物质迁移所引起的”．他把光比作在水面上投入石块时产生的同心圆状波纹．发光体中的每一个微粒把振动，通过“以太”这种介质向周围传播，发出一组组同心的球面波．波面上的每一点，又可以此点为中心，再向外传播子波．当然，这样的观点解释同时发生反射和折射，比微粒说的“猝发理论”方便得多，以水波为例，水波在传播时，反射与折射可以同时发生．一列水波在与另一列水波相遇时，可以毫无影响的相互通过．
高一物理必修一教学计划(20200225110552)
高一物理必修一教学计划 这学期本人担任高一三个班的物理，为了达到好的教学效 果，我的教学计划如下： 一、学生情况分析 对于高一学生来讲，物理课程无论从知识内容还是从研究方 法方面相对于初中学生来讲都有明显提高，因而学习起来有一定的难度。 学生要经过一个从初中阶段到高中阶段转变的适应过程，作为教师要耐心地帮助学生完成这个适应过程。首先要积极培养和保护学生学习物理的兴趣和积极性，加强物理实验教学，培养学生观察与实验的基本素养。其次要注意联系实际，以学生熟悉的实际的问题或情景为背景，为学生搭建物理思维的平台。第三， 要注意知识与能力的阶段性,不要急于求成,对课堂例题和习题要精心选择，不要求全、求难、求多，要求精、求活。同时要强调 掌握好基础知识、基本技能、基本方法，强调对物理概念和规律 的理解和应用，这是能力培养的基础。 通过一周的了解，我们学校的大部分学生基础较差，甚至有的学生上课属于0基础，所以面对的挑战比较大，根据学生的具体情况，我采用了一系列的措施来增强个学生基础，提高学生的积极性，让他们在同等条件下，能达到一个最好的效果。 二、教材教辅分析 高一上学期总共五章，包含了运动学，力及力与运动的关系，
今年是第四年新课改，其突出了四个特点：注重基础性、体现现 代性、反应选择性、强调可操作性。教材强调从生活走进物理， 进而进行知识构建，培养学生科学探究能力。在高考中，必修一 是一个重中之重。 三、教学进度安排： 1-5周第一章运动的描述 6-9周第二章力 10-11周第四章物体的平衡+期中考试及复习 12-18周牛顿运动定律 19-20周期末考试复习 四、本学期应达到的目标 本学期的任务是带领学生在高一上学期打下良好的基础，培养学习物理兴趣，为高二和高考做好铺垫。学生能够在活跃的教学气氛下，积极主动地学习，掌握好基础知识以及把握好重点， 在这个基础上，有意思继续深化知识与问题的深度，拓展学生的物理思维与解题能力，与此同时，培养学生良好的书写规范、答 题规范及学习习惯。为此通过平常习题，周测，月测，半期测， 期末测反应出的问题，采取相应的措施，稳步提高整体学生水平。
光的衍射 说课稿 教案 教学设计
光的衍射 一、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． 二、教学重点与难点分析： （1）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． （2）光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加． （3）正确认识光发生明显衍射的条件． （4）培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践． 三、教学过程 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
高一物理人教版必修一教学计划
高一物理人教版必修一教学计划 教学计划旨在培养学生分析问题解决问题的能力，培养学生利用数学知识解决物理问题的能力，提高学生的实验动手能力以及加强物理综合知识的分析和讨论。下面是由小编整理的高一物理人教版必修一教学计划，希望对您有用。 高一物理人教版必修一教学计划篇一 一、基本情况分析： 1.学生情况分析：学生刚刚进入高中，对于物理的学习还停留在初中的认知水平。定性问题较多，考试题的思维量不大，能力要求也不很高，很多学生以为物理就好学，从而轻视物理的学习。但实际上高中物理和初中物理存在很大的梯度性，因此上好初、高中衔接教材是很有必要的。 2.教材分析：我们使用的是人教版《高一物理必修一》是按照新课标的标准编写的教材，教材突出了学生的自主学习及探究式教学的教学模式，强化了学生的主体地位，这对学生的自学能力、逻辑思维能力、抽象思维能力、动手能力等都有了较高的要求。另外，必修一的学习内容是运动学和静力学，是整个物理学的基础。这一部分的学习，有利于培养学生的分析物理情景和物理过程的能力，对学生抽象思维能力、动手能力以及自然唯物主义人生观的培养都有着举足轻重的作用。
二、教学目的及任务： 1.认真学习《高中物理教学大纲》，深刻领会大纲的基本精神，以全面实施素质教育为基本出发点，使每一个学生在高中阶段都能得到良好的发展和进步，是每一个教师的基本职责，也是搞好高中物理教学的基本前提。 & 2.认真钻研教材内容，深刻体会教材的编写意图，注意研究学生的思维特点、学习方法以及兴趣爱好等因素。要依据教材和学生的实际情况深入研究和科学选择教学方法。特别注意在高一学习阶段培养学生良好的学习习惯和思维习惯，切忌要求过高、死记硬背物理概念和物理规律。提高学生的基本素质和基本能力。要逐步地纠正学生在初中物理学习中的不良学习习惯和思维方法。 3.对高一学生来讲，物理课程无论从知识内容还是从研究方法方面相对于初中的学习要求都有明显的提高，因而在学习时会有一定的难度。学生要经过一个从初中阶段到高中阶段转变的适应过程，作为教师要耐心地帮助学生完成这个适应过程。首先要积极培养和保护学生学习物理的兴趣和积极性，其次要注意联系实际，为学生搭建物理思维的平台。第三，要注意知识与能力的阶段性，不要急于求成，对课堂例题和习题要精心选择，不要求全、求难、求多，要求精、求活。同时要强调掌握好基础知识、基本技能、基本方法，强调对物理概念和规律的理解和应用，这是能力培养的基
【最新】高中物理 53 光的衍射和偏振教案 教科版选修3 4
5.3 光的衍射和偏振 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 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 用心爱心专心- 1 -
高中二年级物理教学计划
2018-2019学年第二学期高二物理教学计划 一、基本情况分析 ⒈对学生基本情况情况分析 对于高二的学生来说，仅仅只接触了物理必修一、必修二的知识与物理思想，对学习物理的认知还不够。使用的教材是人教版普通高中课程标准实验教科书，是以普通高中物理教学大纲为依据编写完成的。根据教学大纲的要求，全面提高学生的素质和培养学生自主学习的能力是基本思想，这一基本思想也是高二教学中应该全面贯彻的教学思想。 ⒉对教材分析 高二本学期期采用的教材为人民教育出版社出版的《高二物理选修3-1和选修3-2》。这一部分的学习，有利于培养学生的分析物理情景和物理过程的能力，对学生抽象思维能力、动手能力、逻辑思维的加强以及自然唯物主义人生观的培养都有着举足轻重的作用。 3.学情分析 高二年级学生基础薄弱，物理思想不够深刻；然而，高中物理定量问题较多，考试题目的思维量较大，能力要求也较高。因此根据新课标的要求，只要求学生掌握基本的概念和规律外，对大多数学生应定位于激发学生学习物理的兴趣，掌握基础知识和基本技能，加强对物理思想与基础知识的训练是工作重点。积极检查督促学生完成相应的基础过关。 二、教学目的及任务 1.认真学习《高中物理教学大纲》，深刻领会大纲的基本精神，以全面实施素质教育为基本出发点，使每一个学生在高中阶段都能得到良好的发展和进步，
是每一个教师的基本职责，也是搞好高中物理教学的基本前提。 2.认真钻研教材内容，深刻体会教材的编写意图，注意研究学生的思维特点、学习方法以及兴趣爱好等因素。要依据教材和学生的实际情况深入研究和科学选择教学方法。特别注意在高二学习阶段培养学生良好的学习习惯和思维习惯，切忌要求过高、死记硬背物理概念和物理规律。提高学生的基本素质和基本能力。要逐步地纠正学生在初中物理学习中的不良学习习惯和思维方法，要切合实际的以我们的学生现阶段的基本情况为主。 3.对高二学生来讲，物理课程无论从知识内容还是从研究方法方面相对于初中的学习要求都有明显的提高，因而在学习时会有一定的难度。学生要经过一个从初中阶段到高中阶段转变的适应过程，作为教师要耐心地帮助学生完成这个适应过程。首先要积极培养和保护学生学习物理的兴趣和积极性，其次要注意联系实际，为学生搭建物理思维的平台。第三，要注意知识与能力的阶段性，不要急于求成，对课堂例题和习题要精心选择，不要求全、求难、求多，要求精、求活。同时要强调掌握好基础知识、基本技能、基本方法，强调对物理概念和规律的理解和应用，这是能力培养的基础。 4.加强教研研究，提高课堂效率。要把课堂教学的重点放在使学生科学地认识和理解物理概念和规律方面，掌握基本的科学方法，形成科学世界观。要充分利用现代教育技术手段，提高教育教学质量和效益。 5.学习新的教育教学理念，采用探究式教学的教学模式，强化学生的参入意识，体现学生的主体地位，真正实现“我要学”。 ⒍本学期开始要重视实验，重视实验能力培养。实验探究的过程，有利于培养学生的动手能力，能再现知识的发现过程，对学生科学的思维方法方式的培养
高中物理-光的衍射练习
高中物理-光的衍射练习 夯基达标 1.阳光垂直照射到一块遮光板上,板上有一个能自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢地变小直到闭合时,在孔后的屏上先后出现（ ） A.由大到小的三角形光斑,直到光斑消失 B.由大到小的三角形亮斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失 C.由大到小的三角形光斑,明暗相间的黑白条纹,直至黑白条纹消失 D.由大到小的三角形光斑,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失 思路解析：发生明显衍射的条件是：光波传播过程中遇到的障碍物或小孔比波长要小或相差 不多,由于光波波长很短,约在10-7 m 的数量级上,在三角形孔由大到小的改变过程中,光首先 按直线传播,在三角形的大小和光波相差不多时,发生光的衍射,呈现彩色条纹,直到三角形闭合,条纹消失,故选D. 答案：D 2.如图13-5-2所示,a 、b 为两束平行单色光.当它们以相同的入射角从空气射入水中时,发现b 的折射角小于a 的折射角,由此可判断（ ） 图13-5-2 A.单色光b 的频率较低 B.b 在水中的速度较小 C.a 比b 更容易发生衍射现象 D.a 在水中波长较大 解析：由题意可知：a 的折射率小于b,即n A ＜n B ,所以f A ＜f B ,即A 错.由n c v = 得：v A ＞v B ,B 对.依f c =λ知λA ＞λB .C 对.又由λ水=fn c 知：λ′A ＞λ′B ,故D 也对. 答案：BCD 3.对于光的衍射现象的定性分析,下列说法正确的是（ ） A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象 B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D.光的衍射现象说明了光具有波动性 解析：光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性,而小孔成像说明光沿直线传播,而要出现小孔成像,孔不能太小,光的直线传播规律只是近似的,只有在光波长比障碍物小的情况下,光才可以看作是直进的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,它们是在不同条件下出现的两种现象,故上述选项中正确的是A 、B 、D. 答案：ABD 4.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是（ ） A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄 B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
光的衍射 说课稿 教案 教学设计
光的衍射 ●教学目标 一、知识目标 1.通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识. 2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律. 二、能力目标 1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想. 2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力. 三、德育目标 通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德. ●教学重点 单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件. ●教学难点 衍射条纹成因的初步说明. ●教学方法 1.通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想. 2.通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现. 3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解. ●教学用具 JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）. ●课时安排 1课时 ●教学过程 一、引入新课 复习水波的衍射 ［投影水波衍射图片（试验修订本第二册P14图10—26，10—27）］ ［师］请大家看这几幅图片，回忆一下相关内容，回答下面两个问题： 1.什么是波的衍射？ 2.图10—27中哪一幅衍射现象最明显？说明原因. ［生1］（议论后，一人发言）波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10—27中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小. ［师］前一个问题回答得很好，后一个问题有没有同学还有其他看法？ ［生2］我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小，但不一定就是发生明显衍射现象的原因，我们应该用它跟波长比. ［师］很好，大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么？ ［生总结］障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多. 二、新课引入 （一）光的衍射实验
2018高中物理教师教学计划
2018高中物理教师教学计划 物理教学要注意因材施教，满足不同程度的学生;注意循序渐进，教学过程既是学生学习知识的过程，也是学生领 会方法、提高能力和接受熏陶的过程;注意讲清思路，渗透 方法，培养学生的思维的逻辑性;注意加强实验，以提高学 生的能力和学习积极性。下面是2018高中物理教师教学计划，希望对大家有所帮助! 2018高中物理老师教学计划(一) 一、基本情况分析： ⒈学生情况分析：学生刚刚进入高中，对于物理的学 习还停留在初中的认识水平。考试题的思维量不大，能力要 求也不很高，很多学生因为物理好学，从而轻视物理的学习。 ⒉教材分析：我们使用的是人教版《高一物理必修一》 是按照新课标的标准编写的教材，教材突出了学生的自主学 习及探究式教学的教学模式，强化了学生的主体地位，这对 学生的自学能力、逻辑思维能力、抽象思维能力、动手能力 等都有了较高的要求。 另外，必修一的学习内容是运动学和静力学，是整个物 理学的基础。这一部分的学习，有利于培养学生的分析物理
情景和物理过程的能力，对学生抽象思维能力、动手能力以 及自然唯物主义人生观的培养都有着举足轻重的作用。 二、教学目的及任务： 1.认真学习《高中物理教学大纲》，深刻领会大纲的基本精神，以全面实施素质教育为基本出发点，使每一个学生 在高中阶段都能得到良好的发展和进步，是每一个教师的基 本职责，也是搞好高中物理教学的基本前提。 2.认真钻研教材内容，深刻体会教材的编写意图，注意 研究学生的思维特点、学习方法以及兴趣爱好等因素。要依 据教材和学生的实际情况深入研究和科学选择教学方法。特 别注意在高一学习阶段培养学生良好的学习习惯和思维习 惯，切忌要求过高、死记硬背物理概念和物理规律。提高学 生的基本素质和基本能力。要逐步地纠正学生在初中物理学 习中的不良学习习惯和思维方法。 3.对高一学生来讲，物理课程无论从知识内容还是从研 究方法方面相对于初中的学习要求都有明显的提高，因而在 学习时会有一定的难度。学生要经过一个从初中阶段到高中 阶段转变的适应过程，作为教师要耐心地帮助学生完成这个
高中物理 光的衍射
光的衍射 一、教学目标 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． 3．通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力． 4．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． 二、重点、难点分析 1．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．2．光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加． 3．正确认识光发生明显衍射的条件． 4．培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践． 三、教具 1．演示水波衍射现象． 频率可调的振源，发波水槽及相应配件，水波衍射图样示意挂图．2．演示光的单缝、圆孔衍射现象． 光的干涉、衍射演示仪，激光干涉、衍射演示仪（及相关的配件），单丝白炽灯、红灯、蓝色灯，自制的单缝衍射片，光波圆孔衍射管，游标卡尺． 3．演示泊松亮斑，激光发生器，小圆屏． 四、主要教学过程 （一）引入 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？ 提出问题：什么是波的衍射现象？ 演示水波的衍射现象，让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生对机械波衍射的回忆，然后再举声波的衍射例子．指出一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多． 水波、声波都会发生衍射现象，那么光是否也会产生衍射现象？若会产生，那么衍射图样可能是什么样呢？ （二）光的单缝衍射 （1）单缝衍射实验． 教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验．实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹． （2）简单分析衍射的形成． 展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许
人教版高中物理选修3教案 波的衍射和干涉
课时12.4波的衍射和干涉 1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。知道衍射现象是波特有的现象,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。 2.了解波的叠加原理。通过实验认识波的干涉现象和波的干涉图样。 3.知道干涉现象是波所特有的现象。知道波发生干涉现象的必要条件。 重点难点:波的衍射的定义及发生明显衍射现象的条件;波的叠加原理、波的干涉现象、产生干涉的条件及有关计算。 教学建议:衍射和干涉是波特有的现象,也是学生后面学习光的衍射的基础。对于波的衍射,教学的关键仍在于实验的演示、观察和对实验现象的分析。为了有助于对实验现象的分析和研究,可以在观察真实现象的同时,利用课件进行模拟,以便于使学生对衍射留下更加清晰的印象。在波的干涉学习中,从波叠加的一般原理到满足相干条件下的干涉现象,学生对“波是振动形式的传播”的理解得到加深,其中波的相干条件是学习的难点。 导入新课:泰山佛光是岱顶奇观之一。每当云雾弥漫的清晨或傍晚,游人站在较高的山头上顺光而视,就可能看到缥缈的雾幕上,呈现出一个内蓝外红的彩色光环,这个光环将整个人影或头影映在里面,恰似佛像头上五彩斑斓的光环,故得名“佛光”或“宝光”。你能解释这种现象吗? 1.波的衍射 (1)定义:波可以①绕过障碍物而继续传播的现象叫作波的衍射。 (2)发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长②相差不多,或者比波长③更小时,才能发生明显的衍射现象。
(3)衍射是波特有的现象,故一切波均可发生衍射现象。“闻其声而不见其人”是④声波的衍射。 2.波的叠加 大量的事实和实验表明,几列波相遇时能保持各自的⑤运动特征继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波的振动,质点的位移等于几列波单独传播时⑥引起的位移的矢量和,这就是波的叠加原理。 3.波的干涉 (1)定义:频率相同的两列波叠加时,某些区域的⑦振幅增大,某些区域的⑧振幅减小,这种现象叫作波的干涉。 (2)产生干涉的两个必要条件:一是两列波的⑨频率必须相同;二是两个波源的⑩相位差必须保持不变。 (3)干涉图样的特点:在加强区两列波引起的振动总是相互加强的,振幅等于两列波的振幅之和;在减弱区两列波引起的振动总是相互减弱的,振幅等于两列波的振幅之差。 (4)干涉是波特有的现象,声波、电磁波等一切波都能发生干涉。 1.教材波的衍射的演示中图1 2.4-1中甲、乙哪个图象衍射现象更明显? 解答:乙图象衍射现象更明显。 2.医院中探测仪器“B超”为什么用超声波而不用普通声波? 解答:超声波的波长短,不易发生衍射,故波能反射回来并被接收。 3.波的干涉的示意图中振动加强的区域就是波峰或波谷吗? 解答:振动加强的部分有波峰、波谷、平衡位置等,只是它们的振幅最大。 主题1:波的衍射
高中物理-光的衍射练习题
高中物理-光的衍射练习题 基础·巩固 1.肥皂泡在太阳光照射下呈现彩色是_______________现象；露珠在太阳光照射下呈现彩色是_______________现象；通过狭缝观看太阳光时呈现彩色是_______________现象. 答案：光的干涉光的色散光的衍射 2.凡是波都具有衍射现象，而把光看作直进的条件是________________________________.要使光产生明显衍射的条件是_____________________________________________. 答案：障碍物或孔的尺寸比波长大得多障碍物或孔的尺寸可与光波长相比或比光波长小3.试回答下列各现象分别属于哪种现象? (1)通过狭缝看日光灯的周围有彩色条纹，是_______________现象； (2)阳光下的肥皂泡表面呈现出彩色花纹，是_______________现象； (3)通过放大镜看物体的边缘是彩色的，这是_______________现象； (4)光学镜头上涂一层增透膜是利用_______________现象来减少光的反射损失； (5)通过尼龙织物看白炽灯丝周围呈现彩色，是_______________现象. 解析：根据物体产生干涉和衍射的现象，产生条件和分布规律进行判断. 答案：衍射干涉色散干涉衍射 4.如图13-5-5所示，甲、乙是单色光通过窄缝后形成的有明暗相间条纹的图样，则下列说法中哪一个是正确的（） 图13-5-5 A.甲是光通过单缝形成的图样，乙是光通过双缝形成的图样 B.甲是光通过双缝形成的图样，乙是光通过单缝形成的图样 C.甲、乙都是光通过单缝形成的图样 D.甲、乙都是光通过双缝形成的图样 解析：由干涉图样和衍射图样可知，甲是光通过单缝形成的衍射图样，乙是光通过双缝形成的干涉图样，A选项正确. 答案：A 5.关于衍射，下列说法中正确的是（） 图13-5-6 A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的后果 B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象 C.一切波都很容易发生明显的衍射现象 D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 解析：衍射图样是很复杂的光波叠加现象，双缝干涉中光通过狭缝时均发生衍射现象，一般
第18章衍射教案
第十八章光的衍射 教学要求 * 理解惠更斯-菲涅耳原理及半波带法； * 理解单缝衍射条纹分布规律、缝宽及波长对衍射条纹分布影响； * 了解圆孔衍射和光学仪器分辨本领； * 掌握光栅衍射公式、光栅衍射谱线位置确定及条纹分布特征； * 分析光栅常数及波长对衍射谱线分布影响，理解缺级现象； * 了解X射线衍射。
教学内容（学时：4学时） §18-1单缝衍射 §18-2圆孔衍射光学仪器的分辨本领 §18-3光栅衍射 §18-4 X射线衍射 教学重点 * 单缝衍射的条纹分布规律， * 光栅衍射的条纹分布规律， * 半波带法及缺级现象。 作业 18-01)、18-03)、18-04)、18-06)、18-08)、 18-10)、18-12)、18-14)、18-16)、18-19)、 ------------------------------------------------------------------
第十八章光的衍射 （光的衍射___绕过障碍物传播“绕弯”___且产生明暗相间条纹） §18-1 单缝衍射 一惠更斯–菲涅耳原理 1、光的衍射现象 光作为一种电磁波，在传播过程中若遇到尺寸比光的波长小或差不多的障碍物时， 它就不再遵循直线传播的规律，而会传到障碍物的阴影区并形成明暗相间的条纹， 这就是光的衍射现象。
(图: 针和细线的衍射条纹) 利用惠更斯原理可以定性说明光线绕过障碍物边沿的现象，但它不能确切地说明为 什么出现明暗相间的条纹，菲涅尔用“子波相干”的思想补充了惠更斯原理，解释 了各类衍射现象并得出与实际相符的结果。 2、惠更斯—菲涅耳原理： 从同一波阵面上各点发出的子波，在传播到空间某点时，各个子波间也可以相互叠
光的衍射习题教案
光的衍射 一、选择题：（ B ）（ D ）（ C ）（ B ）（ C ）（ B ）（ D ）（ B ）（ D ）（ B ）（ A ） 1．在单缝夫琅和费衍射中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为3λ的单缝上，对应于衍射角30°方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（ ） (A ) 2个； (B ) 3个； (C ) 4个； (D ) 6个。 【提示：根据公式sin /2b k θλ=，可判断k =3】 2．在单缝衍射实验中，缝宽b =0.2mm ，透镜焦距f =0.4m ，入射光波长λ=500nm ，则在距离中央亮纹中心位置2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？（ ） (A) 亮纹，3个半波带； (B) 亮纹，4个半波带；(C) 暗纹，3个半波带； (D) 暗纹，4个半波带。 【提示：根据公式sin /2b k θλ=?2 x b k f λ=，可判断k =4，偶数，暗纹】 3．在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变宽，同时使单缝沿垂直于透镜光轴稍微向上平移时，则屏上中央亮纹将： （ ） (A)变窄，同时向上移动； (B) 变宽，不移动； (C)变窄，不移动； (D) 变宽，同时向上移动。 【缝宽度变宽，衍射效果减弱；单缝位置上下偏移，衍射图样不变化】 4．在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹 （ ） (A) 对应的衍射角变小； (B) 对应的衍射角变大； (C) 对应的衍射角也不变； (D) 光强也不变。 【见上题提示】 5．在如图所示的夫琅和费单缝衍射实验装置中，S 为单缝， L 为凸透镜，C 为放在的焦平面处的屏。当把单缝垂直于凸透 镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 （ ） (A) 向上平移； (B) 向下平移；(C) 不动；(D) 条纹间距变大。 【单缝位置上下偏移，衍射图样不变化】 6．波长为500nm 的单色光垂直入射到宽为0.25 mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，凸透镜的焦平面上放置一光屏，用以观测衍射条纹，今测得中央明条纹一侧第三个暗条纹与另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm ，则凸透镜的焦距f 为： （ ） (A) 2m ； (B) 1m ； (C) 0.5m ； (D) 0.2m 。 【提示：根据衍射暗纹公式sin b k θλ=?x b k f λ=?f x b λ?=，由题意可判断?x =2mm 】 7． 波长为550nm 的单色光垂直入射到光栅常数为d=1.0×10-4cm 的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ ） (A )4； (B ) 3； (C ) 2； (D ) 1。 【提示：根据衍射光栅公式(')sin b b k θλ+=，取θ=900? 1.82k =，可判断max 1k =】 8． 波长为600nm 的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm 的光栅上， 光栅的刻痕与缝宽相等，
高中物理第十三章光第56节光的衍射光的偏振教学案新人教版选修
第5、6节光的衍射__光的偏振 1.衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央条纹最 宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小， 亮度越低。 2．白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧 为彩色条纹，外侧呈红色，靠近白色亮纹的内侧为 紫色。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着 某个特定的方向振动的光。 一、光的衍射 1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。 2．衍射图像：衍射时产生的明暗条纹或光环。 3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹。 4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。 5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象。在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。 二、衍射光栅 1．衍射光栅的结构 由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。 2．衍射图样的特点 与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。 3．衍射光栅的种类 反射光栅、透射光栅。 三、光的偏振 1．横波与纵波的特点 横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。纵波中，各点的振动方向总与波的传播
方向在同一直线上。横波有偏振现象。 2．自然光和偏振光 (1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 3．光的偏振 偏振现象只有沿偏振片的“透射方向”振动的光波才能通过偏振片 结论偏振现象表明，光是一种横波 偏振光的 形成①自然光通过偏振片后，得到偏振光 ②自然光在介质表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 偏振现象的应用①把偏振片装在照相机镜头前 ②电子表的液晶显示 1．自主思考——判一判 (1)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。(×) (2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。(×) (3)用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹。(√) (4)凡是波都有偏振现象。(×) (5)反射可以引起自然光的偏振。(√) (6)拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象。(√) 2．合作探究——议一议 (1)衍射和干涉条纹都是明暗相间的，两种条纹是否完全一样？ 提示：不一样。衍射条纹是中间最宽、最亮，从中央向两侧逐渐变窄、变暗；干涉条纹是等间距的条纹，即宽度和亮度相同。 (2)自然光和偏振光有什么不同？ 提示：自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同，而偏振光只在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。
新课程下的高中物理教学目标设计原则
新课程下的高中物理教学目标设计原则 课堂教学目标的设计就其本质来讲，是新课程理念指导下现代课程与教学观的具体体现，是现代教学理念和新课程观的具体化。落实课程目标是课程实施的关键，其途径是将课程目标转化为具体的、可操作的课堂教学目标，师生通过一系列教学目标的达成而最终实现课程目标。因此，教学目标确定的是否科学合理，直接关系着课程目标的实现。课堂教学目标的科学设计必须遵循一定的原则。高中物理教学目标的设计遵循全面性原则、系统性原则、操作性原则、具体性原则、层次性原则和科学性原则。 一、全面性原则 全面性包含三层含义：一是教学目标要面向全体学生。高中教育不是精英教育，而是大众教育，高中物理教学必须面向全体学生的全面发展；二是教学目标要有利于促进学生的全面发展。我们始终提倡课堂教学要促进学生的全面发展，课堂教学的目标不仅仅是认知，而应该是在认知建构的过程中，促进情绪体验，感受过程，掌握方法，促进科学价值观的自然形成；三是教学目标要涉及课程目标的三个维度的各个方面，内容要全面。教学目标是依据课程目标设计的，课程目标应贯穿和体现于教学目标之中，因此教学目标的内容范围与课程目标应该是一致的，具体可分为三个维度：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。知识是指事实、概念、原理、规律等。技能是指动作技能以及观察、阅读、计算、调查等技能；过程与方法是指认知的过程与方法，科学探究的过程与方法，认知过程中人际交往的过程与方法。特别强调在过程中获得和应用知识，学习和应用方法；情感态度与价值观，一般包括对自己、他人、对自然、对文化以及相互关系的情感、态度、价值判断以及做事应具备的科学态度、科学精神等。确定教学目标的内容范围时，一定要全面考虑三个维度，不能只注重知识领域的目标，而忽视其他领域的目标。我国基础教育课程改革的国家课程标准把高中物理课程目标分为三个维度，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，在全面推进素质教育的背景下，教学目标也应分为三个维度，而且它们是一个有机的整体，是课堂教学应当同时兼顾的一个目标体系。在课堂教学目标中，“情感、态度、
第四节 波的反射、折射和衍射-教案
第四、五节波的反射、折射和衍射 引言：波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、波振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是，如果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的界面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向等都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等现象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言波的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定性的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的传播方向等问题。 一、惠更斯原理 惠更斯(Christian Huygens，1629—1695) 惠更斯是最著名的物 理学家之一。 惠更斯的力学研究成 果很多。1656年制成了第一 座机械钟。1673年推算出了 向心力定律。1678年他完成 《光论》，提出了光的波动 说，建立了著名的惠更斯原理。惠更斯原理可以预料光的衍射现象的存在。 在数学方面：发表过关于计算圆周长、椭圆弧及双曲线的著作。 在天文学方面：研制和改进光学仪器上。他1665年发现了土星的光环和木星的卫星(木卫六)。 1．前提条件 当波在弹性介质中传播时，介质中任一点P 的振动，将直接引起 其邻近质点的振动。 就P点引起邻近质点 的振动而言，P点和 波源并没有本质上 的区别，即P点也可 以看作新的波源。例 如，水面波传播时，遇到障碍物，当障碍物上小孔的大小与波长相差不多时，就会看到穿过小孔后的波振面是圆弧形的，与原来的波振面无关，就象以小孔为波源产生的波动一样。 2．惠更斯原理——是关于波面传播的理论在总结这类现象的基础上，荷兰物理学家惠更斯于1678年首先提出：介质中任一波面上的各点，都可看成是产生球面子波（或称为次波）的波源；在其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波面。 3．用惠更斯原理来解释波动的传播方向 不论对机械波还是电磁波，也不论波动所经过的介质是均匀的还是非均匀的，是各向同性的还是各向异性的，惠更斯原理都是适用的。只要知道某一时刻的波面与波速，就可以根据惠更斯原理，用几何作图方法决定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。 根据惠更斯原理，应用几何作图方法，由已知的某一时刻波阵面，可以确定下一时刻的波阵面，从而确定波的传播方向。应用惠更斯原理可以解释波的折射、反射和衍射等现象。 例如 （1）点波源O发出的球面波 （2）平面波 惠更斯原理对任何波动过程都是适用的。只要知道某一时刻的波阵面，就可根据这一原理用几何方法来决定任一时刻的波阵面，因而在很广泛的范围内解决了波的传播问题。但惠更斯原理不能说明波的强度分布。 二、波的反射与折射 1．什么是波的反射现象和折射现象？ 当波传播到两种 介质分界面时，一部 分波从分界面上返 回，形成反射波，另 一部分进入另一介 质，形成折射波，这 就是波的反射现象和 折射现象。 2．波的反射定律 －反射线、入射线和法线在同一平面内； －反射角等于入射角。 3．波的折射定律 －折射线、入射线和法线在同一平面内； －入射角的正弦与反射角的正弦之比等于波