光的干涉教学设计
光的干涉教案文件

光的干涉教案文件一、教学目标1. 让学生了解光的干涉现象及其产生的条件。
2. 使学生掌握双缝干涉和单缝衍射的实验原理及应用。
3. 培养学生的实验操作能力和观察分析能力。
二、教学内容1. 光的干涉现象1.1 干涉现象的定义1.2 干涉现象的产生条件1.3 干涉现象的特点2. 双缝干涉实验2.1 双缝干涉实验的原理2.2 双缝干涉实验的操作步骤2.3 双缝干涉实验的观察现象及解释3. 单缝衍射实验3.1 单缝衍射实验的原理3.2 单缝衍射实验的操作步骤3.3 单缝衍射实验的观察现象及解释三、教学方法1. 采用讲授法讲解光的干涉现象、双缝干涉实验和单缝衍射实验的原理及操作步骤。
2. 利用实验演示法展示双缝干涉和单缝衍射现象,引导学生观察和分析。
3. 运用问题驱动法激发学生思考,解答学生疑问。
四、教学环境1. 教室环境:宽敞明亮的教室,配备多媒体教学设备。
2. 实验环境:实验室,配备光源、干涉仪、光屏等实验器材。
五、教学评价1. 课堂问答:评估学生对光的干涉现象、双缝干涉实验和单缝衍射实验的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验操作、观察现象和分析问题方面的能力。
3. 课后作业:评估学生对课堂所学知识的巩固和应用能力。
六、教学准备1. 教学材料:教案、PPT、实验指导书、实验器材。
2. 实验器材:光源、干涉仪、光屏、单缝和双缝装置、滤镜、透镜、光具座等。
3. 教学工具:多媒体教学设备、实验仪器设备。
七、教学过程1. 导入新课:通过复习上节课的内容,引入光的干涉现象。
2. 讲解与演示:讲解光的干涉现象的定义、产生条件和特点。
进行双缝干涉和单缝衍射实验的演示。
3. 学生实验操作:学生分组进行双缝干涉和单缝衍射实验,观察实验现象,并记录实验数据。
4. 讨论与分析:学生汇报实验结果,讨论实验现象,分析实验数据。
5. 总结与拓展:总结双缝干涉和单缝衍射的原理和现象,引导学生思考光的干涉在其他领域的应用。
八、教学反思1. 教师反思:回顾课堂教学,检查教学目标的达成情况,评估教学方法和教学内容的适用性。
20xx高中物理光的干涉教案大全

20xx高中物理光的干涉教案大全只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向全都的相干光源,才能产生光的干涉。
接下来是为大家整理的20xx高中物理光的干涉教案大全,希望大家喜欢!20xx高中物理光的干涉教案大全一三维教学目标1、知识与技能(1)认识光的干涉现象及产生光干涉的条件;(2)理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征;(3)如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着。
2、过程与(方法)(1)通过观察实验,培育学生对物理现象的观察、表述、概括能力;(2)通过观察实验培育学生观察、表述物理现象,概括其规律特征的能力,学生亲自做实验培育学生动手的实践能力。
3、情感、态度与价值观教学重点:波的干涉条件,相干光源;如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着。
教学难点:如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着;加强区和减弱区并且互相间隔,如何理解“加强”和“减弱”。
1、从红光到紫光频率是如何变化的?频率由谁决定?(1)从红光到紫光的频率关系为:υ紫……… υ红(2)频率由光源决定与传播介质无关。
(由光源的发光方式决定)2、在真空中,从红光到紫光波长是如何变化的?3、任一单色光从真空进入某一介质时,波长、光速、频率各如何变化?(1)当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时,频率不发生变化。
即光的的颜色不发生改变。
(2)当光从真空进入介质后,传播速度将变小。
当光从一种介质进入另一种介质后,又如何判断传播速度的变化?(3)当光从一种介质进入另一种介质后,又如何判断波长的变化?例1:已知介质对某单色光的临界角为θ,则()该介质对此单色光的折射率等于1/sinθ B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速)C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sinθ倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ倍4、在同一介质中,从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何?(1)在同一种介质中,频率小的传播速度大。
光的干涉》教案新人教选修

《光的干涉》教案-新人教选修第一章:光的干涉现象1.1 教学目标1. 了解干涉现象的定义和特点;2. 掌握干涉现象的产生条件;3. 理解双缝干涉和单缝衍射的区别与联系。
1.2 教学内容1. 干涉现象的定义和特点;2. 干涉现象的产生条件;3. 双缝干涉和单缝衍射的原理及现象。
1.3 教学方法采用多媒体演示和实验观察相结合的方式,让学生直观地理解干涉现象。
1.4 教学步骤1. 引入干涉现象的概念,展示相关图片或视频;2. 讲解干涉现象的产生条件,引导学生思考;3. 通过实验演示双缝干涉和单缝衍射现象,让学生观察并记录结果;4. 分析双缝干涉和单缝衍射的原理,引导学生进行对比总结。
1.5 课后作业1. 复习干涉现象的定义和特点;2. 思考干涉现象在实际应用中的例子。
第二章:双缝干涉实验2.1 教学目标1. 掌握双缝干涉实验的原理;2. 学会调节实验装置,进行双缝干涉实验;3. 能够解释双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.2 教学内容1. 双缝干涉实验的原理;2. 双缝干涉实验的操作步骤;3. 双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.3 教学方法通过实验演示和数据分析,让学生深入理解双缝干涉实验的原理和结果。
2.4 教学步骤1. 复习双缝干涉实验的原理,展示相关图片或视频;2. 指导学生操作实验装置,进行双缝干涉实验;3. 引导学生观察并记录双缝干涉条纹的间距;4. 分析双缝干涉条纹的间距与波长的关系,引导学生进行数据处理和总结。
2.5 课后作业1. 复习双缝干涉实验的原理和操作步骤;2. 思考双缝干涉条纹的间距与波长的关系在实际应用中的例子。
第三章:单缝衍射实验3.1 教学目标1. 掌握单缝衍射实验的原理;2. 学会调节实验装置,进行单缝衍射实验;3. 能够解释单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.2 教学内容1. 单缝衍射实验的原理;2. 单缝衍射实验的操作步骤;3. 单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.3 教学方法通过实验演示和数据分析,让学生深入理解单缝衍射实验的原理和结果。
光的干涉》教案新人教选修

光的干涉》教案-新人教选修一、教学目标:1. 让学生了解光的干涉现象,理解干涉条纹的形成原理。
2. 掌握双缝干涉实验和单缝衍射实验的原理及操作方法。
3. 能够运用干涉原理解决实际问题,提高学生的科学素养。
二、教学重点与难点:1. 教学重点:光的干涉现象,干涉条纹的形成原理,双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法。
2. 教学难点:对干涉条纹间距、光强分布的理解和计算。
三、教学准备:1. 实验器材:激光器、分束器、反射镜、光屏、滑动变阻器、单缝、双缝等。
2. 教学工具:PPT、黑板、粉笔等。
四、教学过程:1. 导入:通过复习光的波动性,引导学生思考光的干涉现象。
2. 理论讲解:讲解光的干涉现象、干涉条纹的形成原理,介绍双缝干涉实验和单缝衍射实验的原理。
3. 实验演示:进行双缝干涉实验和单缝衍射实验,让学生观察干涉条纹的形成过程。
4. 课堂讨论:引导学生探讨干涉条纹间距、光强分布的特点及影响因素。
5. 课后作业:布置有关干涉现象的练习题,巩固所学知识。
五、教学反思:本节课通过讲解和实验相结合的方式,使学生掌握了光的干涉现象及干涉条纹的形成原理。
在实验过程中,要注意引导学生观察干涉条纹的变化,培养学生的观察能力和动手能力。
通过课堂讨论,让学生运用所学知识分析实际问题,提高学生的科学思维能力。
在课后作业的布置上,要注重难点的巩固,提高学生的解题能力。
六、教学内容:1. 光的干涉现象:杨氏实验2. 干涉条纹的特性:等距、对称、亮度3. 干涉条纹间距的计算:Δx = λ(L/d)4. 光的衍射现象:单缝衍射、双缝衍射5. 衍射条纹的特性:同心圆、不等距、亮度变化七、教学过程:1. 复习光的干涉现象,引导学生思考杨氏实验。
2. 讲解杨氏实验的原理,演示实验过程,让学生观察干涉条纹的形成。
3. 分析干涉条纹的特性,引导学生通过实验观察干涉条纹的等距、对称、亮度特点。
4. 讲解干涉条纹间距的计算公式,让学生理解干涉条纹间距与波长、间距、透镜焦距的关系。
《光的干涉》教案新人教选修

一、教学目标1. 让学生了解光的干涉现象,理解干涉条纹的形成原理。
2. 让学生掌握双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法和观察现象。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1)光的干涉现象及干涉条纹的形成原理。
(2)双缝干涉实验和单缝衍射实验的操作方法和观察现象。
2. 教学难点:(1)干涉条纹间距与波长的关系。
(2)衍射现象与干涉现象的区别。
三、教学准备1. 实验器材:双缝干涉实验装置、单缝衍射实验装置、激光器、光屏、刻度尺等。
2. 教学软件:相关教学PPT、视频等。
四、教学过程1. 导入:通过展示干涉现象的图片,引导学生思考干涉现象的产生原因。
2. 理论讲解:介绍光的干涉现象、干涉条纹的形成原理,解释干涉条纹间距与波长的关系。
3. 实验演示:进行双缝干涉实验和单缝衍射实验,让学生观察干涉条纹和衍射现象。
4. 学生操作:分组进行双缝干涉实验和单缝衍射实验,记录实验数据,分析实验结果。
5. 讨论与总结:引导学生分析实验现象,总结干涉现象和衍射现象的特点及区别。
6. 拓展与应用:举例说明干涉现象在实际生活中的应用,如干涉眼镜、干涉式红外探测器等。
五、课后作业2. 预习下一节课的内容,了解迈克尔逊干涉仪的原理及应用。
3. 思考题:请举例说明干涉现象在科学研究和生产中的应用。
六、教学内容6. 迈克尔逊干涉仪的原理及应用6.1 迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理6.2 迈克尔逊干涉仪的干涉条纹及特点6.3 迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用七、教学重点与难点7. 教学重点:(1)迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理。
(2)迈克尔逊干涉仪的干涉条纹及特点。
8. 教学难点:(1)迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用。
八、教学准备7. 实验器材:迈克尔逊干涉仪、激光器、光屏、刻度尺等。
九、教学过程7. 导入:通过展示迈克尔逊干涉仪的图片,引导学生思考干涉仪的作用和应用。
8. 理论讲解:介绍迈克尔逊干涉仪的构造和工作原理,解释干涉仪的干涉条纹及特点。
大学物理光学光的干涉教案

一、教学目标1. 理解光的干涉现象及其产生条件。
2. 掌握光的干涉现象的实验原理和实验方法。
3. 能够分析光的干涉条纹的分布规律。
4. 培养学生的观察能力、实验操作能力和科学思维方法。
二、教学内容1. 光的干涉现象及其产生条件。
2. 光的干涉实验原理和实验方法。
3. 光的干涉条纹的分布规律。
4. 光的干涉现象在光学中的应用。
三、教学重点1. 光的干涉现象及其产生条件。
2. 光的干涉实验原理和实验方法。
3. 光的干涉条纹的分布规律。
四、教学难点1. 光的干涉现象及其产生条件。
2. 光的干涉条纹的分布规律。
五、教学方法1. 讲授法:系统讲解光的干涉现象、产生条件、实验原理和实验方法。
2. 实验法:通过实验观察光的干涉现象,验证理论,加深理解。
3. 案例分析法:分析光的干涉现象在实际光学中的应用,提高学生的应用能力。
六、教学过程(一)导入1. 回顾光的波动性及其基本概念。
2. 提出问题:什么是光的干涉现象?干涉现象产生的原因是什么?(二)讲解光的干涉现象及其产生条件1. 解释光的干涉现象:频率相同、振动方向一致、相差恒定的两列光波在相遇区域出现稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。
2. 讲解干涉现象产生条件:两列光波频率相同、振动方向一致、相差恒定。
(三)讲解光的干涉实验原理和实验方法1. 介绍杨氏双缝干涉实验:利用双缝将光束分成两束,产生相干光,观察干涉条纹。
2. 讲解实验步骤:搭建实验装置、调整实验参数、观察干涉条纹。
(四)讲解光的干涉条纹的分布规律1. 介绍干涉条纹的分布规律:明暗相间的条纹,亮纹间距与暗纹间距相等。
2. 分析干涉条纹间距与实验参数的关系:条纹间距与光波波长、双缝间距、双缝到屏的距离有关。
(五)案例分析1. 分析光的干涉现象在光学中的应用,如:光谱分析、光学仪器校准等。
2. 鼓励学生思考光的干涉现象在其他领域的应用。
(六)实验演示1. 演示杨氏双缝干涉实验,让学生观察干涉条纹。
2. 讲解实验过程中应注意的问题,如:实验参数的调整、实验现象的观察等。
光的干涉物理教案

光的干涉物理教案章节一:光的干涉现象简介教学目标:1. 了解干涉现象的定义和特点。
2. 掌握光波的叠加原理。
教学内容:1. 干涉现象的定义和特点。
2. 光波的叠加原理及干涉条件。
教学步骤:1. 引入干涉现象的概念,引导学生思考干涉现象的特点。
2. 讲解光波的叠加原理,并通过示例说明干涉现象的产生。
3. 总结干涉条件,引导学生理解干涉现象的发生条件。
章节二:双缝干涉实验教学目标:1. 了解双缝干涉实验的原理和装置。
2. 掌握双缝干涉条纹的间距和波长的关系。
教学内容:1. 双缝干涉实验的原理和装置。
2. 双缝干涉条纹的间距和波长的关系。
教学步骤:1. 介绍双缝干涉实验的原理和装置,展示实验图片。
2. 讲解双缝干涉条纹的形成过程,引导学生理解条纹的间距和波长的关系。
3. 进行双缝干涉实验,让学生观察和记录条纹的间距和波长的关系。
章节三:单缝衍射实验教学目标:1. 了解单缝衍射实验的原理和装置。
2. 掌握单缝衍射条纹的间距和波长的关系。
教学内容:1. 单缝衍射实验的原理和装置。
2. 单缝衍射条纹的间距和波长的关系。
教学步骤:1. 介绍单缝衍射实验的原理和装置,展示实验图片。
2. 讲解单缝衍射条纹的形成过程,引导学生理解条纹的间距和波长的关系。
3. 进行单缝衍射实验,让学生观察和记录条纹的间距和波长的关系。
章节四:光的干涉和衍射的应用教学目标:1. 了解光的干涉和衍射在实际应用中的重要性。
2. 掌握光的干涉和衍射在现代科技中的应用。
教学内容:1. 光的干涉和衍射在实际应用中的重要性。
2. 光的干涉和衍射在现代科技中的应用。
教学步骤:1. 引导学生思考光的干涉和衍射在实际应用中的重要性。
2. 讲解光的干涉和衍射在现代科技中的应用,如光学显微镜、光学干涉仪等。
3. 进行相关实例分析,让学生了解光的干涉和衍射在实际中的应用价值。
章节五:光的干涉和衍射的数学描述教学目标:1. 了解光的干涉和衍射的数学描述方法。
2. 掌握干涉和衍射的数学计算方法。
光的干涉教学设计

篇一: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】粤教版高中物理选修3-4第四章第4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肥皂泡上的彩色条纹入手,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,得出双缝干涉现象中相邻明(或暗)条纹之间的距离公式。
最后呼应节首,利用光的干涉知识,分析肥皂泡彩色条纹的成因。
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、薄膜干涉实验,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。
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《光的干涉》教学设计
浙江金华一中徐祯321015
一、教学目标
知识与技能:
1. 理解波的干涉的必要条件。
2. 理解光的干涉现象,会描述光的双缝干涉图样特征。
3.掌握双缝干涉亮、暗条纹形成规律。
过程与方法:
1. 通过对实验观察分析,认识干涉条纹的特征,获得探究活动的体验.
2. 尝试运用波动理论解释光的干涉现象.
3.尝试获取相干光源,体验运用“一分为二”方法获得相干光源的的精妙思想.
4. 通过机械波的干涉向光的干涉迁移,经历知识同化、类比、抽象建模的物理思维过程.
情感态度与价值观:
1.体验探究自然规律的艰辛与喜悦。
2.欣赏光现象的奇妙和谐。
3.感受干涉现象中能量重新有序分布的秩序之美。
二、教学重点难点
重点:1.观察与描述光的双缝干涉现象.
2.知道产生光的干涉现象的条件,认识干涉条纹的特征.难点:用波动理论解释亮暗相间的干涉条纹.
三、教学设计思想
1.着力体现物理学科特色,强调实践体验
2.突出学生学习的主动性,课堂有效互动
3.主要采用问题导引的方式,引导探究活动
四、教学策略与手段
本堂课教学策略强调多元融合,帮助学生有序学习、有效学习。
1.创设情境,激发思维。
比如本节课从微粒说和波动说之争引出课题,使学生快速启动思维,进入主题;水波干涉情境的模拟再现,有效帮助学生回忆波干涉的条件、干涉的图样特征及对应的规律,以便为光的干涉学习做足准备。
2.突出实验,有效探究。
本节课改变以往双缝干涉的演示实验唱独角戏的状况,提供器材,让学生动手亲历双缝干涉图样的形成,探究干涉图样的特征,感受自然规律的和谐奇妙;为打破“干涉只发生在光屏上”的错觉,用半透明的无纺布覆盖在玻璃板上做光屏,在教室空间较大范围内移动光屏,帮助学生构筑干
涉情形下能量的空间立体分布。
3.适时铺垫,教学留白。
本节课所有主要结论的得出都出自学生,教师只在其中做好铺垫,问题导引。
比如杨氏双缝干涉实验装置的设计是一个关键点,很难突破,怎么办?可以在介绍惠更斯时,回忆惠更斯原理,得出一个波面上的任何一点都可以作为发射子波的新的波源,为后续“一分为二”的设计思想充分铺垫,再教学留白,启发学生得出“一分为二”的设计思想萌芽;通过水波干涉的能量重新有序分布为基础,得出光干涉图样应该是亮暗相间的预期情景;留足时间,请学生自己总结光干涉图样的特征及相应规律。
五、教学流程设计
六、板书设计
七、教学过程
光给了我们一个明亮的世界,可是它自己却像一团谜。
人们不断争论着关于光的问题。
17世纪,科学界已经形成了两种学说。
一种是光的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒,在均匀介质中以一定的速度传播,牛顿支持微粒说。
另一种是光的波动说,他认为光是在空间传播的某种波,波动说是惠更斯首先提出的。
提到惠更斯,让我们想起了惠更斯原理,他认为介质中同一波面上的任何一点都可以看作发射子波的新的波源,并成功解释了波的衍射现象。
微粒说和波动说都能解释一些光现象,但又不能解释当时观察到的全部光现象。
由于牛顿在物理学界享有很高的威望,以致于在相当长的时间内,微粒说占上风。
但历史上从不存在什么绝对的权威,权威有时候也会出错。
问:如果光真的是一种波,应该具有怎样的特性?该如何用实验证明? 答:干涉和衍射是一切波所具有的特性,如果能够观察到光的干涉现象,则能够证明光确实是一种波。
问:两列水波发生干涉必须满足什么条件?
答:两波源的频率相等。
展示水波干涉的动画模拟场景。
问:稳定的干涉图样具有什么特征?
答:振动加强区与减弱区互相间隔,稳定分布。
再看动画从微观局部的角度讨论振动加强和减弱的具体含义,也从理论图上得到加强区与减弱区互相间隔、稳定分布的场景,并指明从能量的观点来看,干涉就是能量的重新有序分布,干涉图样向我们展示科学的秩序之美、节律之美。
如果光发生干涉,能量也应该重新有序分布,我们看到的加强区将不是峰谷交替、波澜起伏的景象,振动加强区应该是什么样的场景?振动减弱区应该是怎样的场景呢?
回答:加强区和减弱区对应明区与暗区。
问:从宏观景象来看,干涉图样应该是怎样的?
光的干涉 条件:频率相等
思想:一分为二
规律:明条纹δ=n λ (n =0,1,2,3……)
暗条纹δ=n λ+2
(n =0,1,2,3……) 图样:明暗相间,分布均匀
回答:亮暗间隔,稳定分布。
问:若以手电筒为其中一个光源,另一个光源应该是什么?
回答:由于要求光的频率相等,另一个光源应该是完全相同的手电筒。
教师取出另一个完全相同的手电筒。
它们发出的光的频率应该相等,
同时照射同一区域,可能会看到什么现象?可以看到,中心区域并无想象中的明暗区域。
为什么呢?
也许是因为白光的成分过于复杂,不够单纯。
可以做个改进:两个完全相同的手电筒前加完全相同的滤光片再做实验。
结果还是没有明暗相间的图样出现。
为什么?
物质内部大量原子发光情况是及其复杂的。
即使同样的物质,在同样的状态下,发出的光也是不同的,在这样的条件下,要观察光的干涉何其难啊。
17世纪,也有人支持波动说,但苦于拿不出有力的证据证明光是一种波,就是因为没有有力的实验事实的支撑。
(板画两个光源、光屏等)既然两个单色光源发出的光的频率比较复杂,那么一个单色光源发出的光的成分应该相对单纯,用它做光源成功的可能性就大了。
可是有有问题,干涉必须要有两个光源,一个光源孤掌难鸣啊。
如果光真的是一种波的话,按照惠更斯原理,在任何一个波面上的任何一点都可以看做发射子波的新的波源,所以周围空间子波的波源是很多的。
问:但我们只需要其中的两个,怎么办?
回答:可以在光源前加一块开有两个小孔的竖直挡板,这两个小孔就相当于两个新的波源了。
(板画双孔)若在光源前加上双孔,按我们先前的观点来看,在光屏上将看见两个亮点。
但光如果是一种波的话,情况将有所不同,根据惠更斯原理,光通过小孔时将会发生什么现象?
回答:每个小孔相当于是发射子波的新的波源,光会衍射,光屏上照到的区域将在两个光点的范围之外,并有相互重叠的区域。
这样光源就一分为二,这两个孔就相当于是两个频率相等的光源。
我们的想法与与当年的英国物理学家兼医生托马斯.杨的想法已经非常接近了。
介绍杨氏双缝干涉的实验装置,动画演示单缝、双缝相当于波源发射子波的过程。
(PPT )托马斯.杨的实验方法精妙,结论明朗,在2002年别物理学家们评为最美丽的十大实验之一。
不仅如此,这个实验方法应用于电子干涉也获得了极大地成功,而且也被评为“最美丽”的实验之一。
激光是一种纯度比较高的单色光,现代科技的发展可以使我们比较容易得到
合适的光源。
请按照刚才的设想,组装实验器材,以白纸作为光屏观察光的干涉现象(PPT 呈现实验装置)。
(教师打开讲台前的干涉演示装置)
问:你看到的现象和老师演示得到的情况是差不多吗?请你用语言叙述所观察到的现象。
回答:明暗相间的条纹;明暗条纹是等间距的;图样具有对称性;中间条纹比较清晰,两侧相对模糊……
问:我们研究自然规律,不仅要知其然,还要知其所以然。
比如说这些条纹为什么是明暗相间的?明暗条纹分布为什么是等间距的?先解决第一个问题。
后一问题暂且放到下一节课讨论。
问:光谱是左右对称的,正中间的位置应该对应于板图上的O 位置,我们看到的是亮条纹,为什么?
(同时播放动画)O 点到两波源的距离相等,光振动到达O 点是同步的,所以振动加强,即O 点到两波源的路程差为0,O 点加强,出现明条纹。
与它邻近的明条纹位置应该满足什么条件呢?出现暗条纹的位置又满足何种条件?
请学生总结规律并板书。
问:干涉的发生仅限于光屏上吗?
教师拿着纸屏从教室后排走到前面,屏上始终有干涉条纹。
帮助学生构筑干涉的空间分布情景。
问:
当光屏逐渐向双缝靠近时,干涉图样有何变化?条纹间距逐渐变小。
以第一级明条纹与中央亮纹的间距为例,讨论条纹间距的相关因素。
结合板画得到结论:L 减小,则x 减小;λ减小,则x 减小;双缝间距d 增大,则x 减小。
并指明定量关系Δx= d
L 。
动画显示四者之间的关系;显示红光与蓝光的干涉条纹图片。
问:想一想,白光的双缝干涉图样将会如何呢?比如说它的中央条纹是什么颜色的?
答:中央位置对七种色光而言的路程差都等于零,七种色光都在该位置出现亮纹,叠加后应该是白光。
呈现白光的干涉图片。
问:中央亮纹的两侧为什么是彩色的?
回答:由于各种色光的波长不同,出现亮纹的具体位置也会有差别,两侧就会呈现彩色的条纹。