物理-人教版-选修3-4-教学设计5：13.3 光的干涉.docx-第十三章 光-教学设计.docx

淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716章节名称光的干涉学科物理授课班级授课时数1设计者所属学校本节课教学内容分析1国内以往教材对光的教学都是按光学的两大分支利用几何学的概念和方法研究光的传播规律的几何光学和研究光的本性以及光与物质相互作用的规律的物理光学而分两章进行两部分教学内容的处理相对独立新课标下的光学教材突出光的本性这条主线将两部分内容整合为一全章教材内容编排灵动活跃贴近光学研究高新理念与成果具有时代气息2教材将光的干涉安排在学生可感知的光折射现象研究第1节之后意在建立有层次的光本性认知平台在光折射现象研究中得到折射定律后教材及时引导学生作深层思考从实验中得出的折射定律与从惠更斯原理得出的结论形式一致是否可以推测光可能是一种波光线是否应该是光波的波线为将对光的认知同化至波的图式中去作了自然的铺垫这样的编排与高中学生的认知水平相适应的也顺乎人类对光本性认识的进程3本节围绕波的特征现象之一光的干涉的研究展开以完成光是一种波的推理与同化教材着力于展示典型的光干涉实验及光干涉现象分析光干涉图样的规律及发生光干涉的条件教材贯穿了如下的科学方法不完整的事实折射定律与从惠更斯原理得出的结论形式一致假说光是一种波可检验的依据是波就会干涉新事实的检验双缝干涉图样学情分析淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话40009167161学生大多在生活中没有光的干涉现象的体验但通过高中物理学习已有水波声波等机械波干涉的经验与理论高二学生已有一定的自主构建新知识框架的能力可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想2高二学生已有一定的物理学科方法如观察实验控制实验假说方法从现象归纳规律等可以实现教材渗透的方法教育意图本节课教学目标1知识与技能会观察与描述光的双缝干涉现象认识单色光双缝干涉条纹的特征知道单色光双缝干涉亮暗条纹形成的原理知道产生光的干涉现象的条件尝试获取相干光源2过程与方法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尝试运用波动理论解释光的干涉现象体验观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法通过机械波的干涉向光的干涉迁移经历知识同化抽象建模的物理思维过程3情感态度与价值观体验探究自然规律的艰辛与喜悦欣赏光现象的奇妙和谐了解光干涉现象的发现对推动光学发展的意义知识点学习目标描述知识点编号学习目标具体描述语句1321理解知道光也是一种波1322掌握能清楚地描述观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话40009167161333掌握能准确的知道单色光双缝干涉亮暗条纹形成的原理1344掌握知道产生光的干涉现象的条件教学重点和难点项目内容解决措施教学重点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主要通过动手实验和教师分析引导学生学习教学难点用波动理论解释亮暗相间的干涉条纹通过实验演示多媒体课件视屏动手实验让学生逐步理解的推理过程及其观点教学媒体资源选择媒体在教学中的作用分为A提供事实建立经验B创设情境引发动机C举例验证建立概念D提供示范正确操作E呈现过程形成表象F演绎原理启发思维G设难置疑引起思辨H展示事例开阔视野I欣赏审美陶冶情操J归纳总结复习巩固K自定义媒体的使用方式包括A设疑播放讲解B设疑播放讨论C讲解播放概括D讲解播放举例E播放提问讲解F播放讨论总结G边播放边讲解H边播放边议论I学习者自己操作媒体进行学习J自定义板书设计淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716一波的特征现象之一干涉现象振动加强与减弱的区域确定发生稳定干涉的条件两列波的频率相同二双缝干涉实验1物理学家这样做托马斯杨双缝干涉实验2双缝干涉演示实验双缝干涉图样的特征1亮暗相间的条纹2条纹间距相等3光到达的范围比直线传播的大三研究双缝干涉图样的成因1当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波波长的整数倍时即在这些地方出现亮条纹2当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波半波长的奇数倍时即在这些地方出现暗条纹四相干光源如果两个光源发出的光能够产生干涉这样的两个光源叫做相干光源关于教学策略选择的阐述从上一节所设伏笔从实验中得出的折射定律与从惠更斯原理得出的结论形式一致是否可以推测光可能是一种波切入在复习水波的干涉现象及产生条件的基础上引导学生提出用光是否具有干涉现象来做判断在演示激光干涉图样之前预期光干涉图样介绍杨氏双缝干涉实验对单色光双缝干涉亮暗条纹的成因作定性解释在学生活动做一做中让学生课后利用自制的双缝观察激光的干涉图样通过双缝观看白炽灯灯丝出现彩色的干涉条纹作为学生的探究活动作业设计思考生活中所见过的光的干涉现象力求使物理课堂学习贴近学生生活淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716尽量做到从生活走向物理从物理走向社会接受性学习与探究性学习穿插完成本课目标课堂教学过程结构设计教学环节教师的活动学生的活动教学媒体资源创设情境引入新课全课围绕光的双缝干涉实验展开教学活动在光的折射一课中从实验中得出的折射定律与从惠更斯原理得出的结论形式一致是否可以推测光可能是一种波学生思考与交流后得到如果光是一种波则要有波的特征现象作实验支持干涉是波特有的现象一切波都能发生干涉因此可以用光是否具有干涉现象来判断光是不是一种波让学生观察并描述稳定水波干涉现象的特征即出现振动总是加强和振动总是减弱的区域且加强区和减弱区互相间隔的现象指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的结果强调要得到稳定干涉图样需要两波源的振动情况完全相同复习上节导课铺垫激发兴趣动画显示课题后教师引入屏幕展示水波干涉的视频通过已有知识的迁移让学生走进光的双缝干涉新课教学板书一波的特征现象之一干涉现象振动加强与减弱的区域确定发生稳定干涉的条件两列波的频率相同学生思考并根据波产生干涉现象的条件和波的干涉图像来回答问题淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716设问1预期的光例如红光的干涉图样是怎样的回答单色光的干涉现象是亮暗相间的条纹从机械波迁移至光波设问2日常生活中为什么不易看到光的干涉现象如何通过实验控制而获得光的干涉现象学生交流后教师归总要产生光的干涉现象必须要有两个振动情况完全相同的光源实验控制的关键在获取振动情况完全相同的光源让两个完全相同的相干光源发出的光在同一空间叠加用屏在叠加区域接收应可得到预期的现象二双缝干涉实验1物理学家这样做托马斯杨双缝干涉实验教师强调以下两点单缝的作用是获取单一频率的光源双缝屏上的两条狭缝离的很近到前一条狭缝的距离相等所以两条狭缝处光的振动情况完全相同说明杨氏最初的实验所用的不是狭缝而是小孔后来他发现改用狭缝后干涉图样更加明亮于是后人把他的实验叫做双缝干涉实验杨氏实验成功获得亮暗相间的干涉图样证明光的确是一种波屏幕切换显示托马斯杨双缝干涉实验原理示意图如图1所示介绍杨氏实验淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716板书2双缝干涉演示实验教师采用白光做为光源演示双缝干涉实验教师操作1介绍双缝实验仪器2在光源前加一红光滤光片让学生观察实验现象并引导学生描述观察到的现象板书双缝干涉图样的特征1亮暗相间的条纹2条纹间距相等3光到达的范围比直线传播的大教师设问为什么会出现这样的图样怎样用波动理论解释光的干涉现象板书三研究双缝干涉图样的成因教师讲解要点说明示意图是两列波某一时刻峰谷位置分布图说明两列波的振动情况完全相同在两列波峰峰谷谷相遇位学生活动在加双缝前请一学生来观察双缝因为双缝间距太小大约01mm左右一般很难看出是双缝可以让其他同学帮助想办法如将双缝屏迎着光去看便可看出仔细观察实验现象并描述加双缝前后在光屏上观察到的现象光到达屏上的范围比不加双缝时大了屏上出现了亮红暗相间的条纹条纹间距相等还可以请刚才观察双缝的学生说出亮暗相间的条纹走向与双缝的方向平行学生注意思考和聆听为什么在有些地方出现亮纹在有些地方出现暗纹原理是什么屏幕显示红光干涉所形成的干涉图样淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716置均是加强点而峰谷相遇位置均是减弱点先分析S1S2连线中垂线上的点这些点到两波源的路程差为0是加强点并说明此直线上的点均是加强点再分析S1S2连线中垂线两侧最靠近中垂线对称位置上的点即两列波峰谷相遇点这些点到两波源的路程差为为减弱区域再分析远离中垂线上的点又是加强区域板书1当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波波长的整数倍时即在这些地方出现亮条纹2当屏上某点到双缝S1S2的路程差是光波半波长的奇数倍时即在这些地方出现暗条纹干涉现象是波的特征现象双缝干涉实验的成功说明光的确是一种波双缝干涉实验最重要的控制是获得两个完全相同的光源教室里的两盏白炽灯不是完全相同的两个光源所以发出的光不会发生干涉我们刚才的实验中通过双缝获得了可以产生干涉图样的光源板书教师引导学生小结通过以上分析可知振动加强区与减弱区的分布是相互间隔的而且是稳定的结合干涉图样分析叠加加强区光能量较强亮叠加减弱区光能量较弱暗于是得到亮暗相间的干涉图样教师引导学生总结干涉条纹的间距与双缝的间距有关干涉条纹的间距与双缝至屏的距离有关屏幕显示用波面描述相干波叠加的原理图如图2所示淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716四相干光源如果两个光源发出的光能够产生干涉这样的两个光源叫做相干光源全课总结提升1托马斯杨在历史上第一次解决了相干光源问题成功做出了光的干涉实验光的干涉现象是微粒说无法解释的使人们认识到光具有波动性2两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相光就加强如果反相光就减弱于是产生亮暗条纹其特征是在中央亮纹两侧对称地分布着亮暗相间的各级干涉条纹且相邻亮纹和相邻暗纹的间距相等3亮暗相间条纹反映光的能量在空间分布情况暗条纹处光能量几乎是零表明两列光波叠加彼此相互抵消这并不是光能量损耗了或变成其它形式能量而是按波的传播规律没有能量传到该处亮条纹处的光能量比较强光能量增加也不是光的干涉可以产生能量而是按波的传播规律到达该处的能量比较集中五本节小结六布置作业学生活动通过双缝观看白炽灯的灯丝描述观察到的实验现象思考为什么会出现彩色的干涉条纹学生思考总结思考并讨论本节课的内容形成性评价淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716本节课成功的关键所在是真正让学生成为学习的主人即让学生进行探究式学习变被动接受为主动研究本节课的困惑一是将课堂还给学生后让学生探究学习需要很多时间而课堂时间是有限的二是当预设的教学情境与学生生活经验兴趣一致时学生的思维被激活课堂充满活力问题的生成与解决都需要时间这必然与有限的课堂时间和教学内容发生矛盾学生对于杨氏双缝干涉实验的现象和产生亮纹和暗纹的条件的还不太准确还需要加强练习教学反思总结本节课是一堂典型的探究式课堂教学教学中设置两个探究点学生在自主学习合作学习探究学习的过程掌握了知识和方法在学习的过程中兴趣盎然积极主动地参与到教学中而且还培养了学习物理的兴趣唯一有遗憾的是由于实验仪器的限制未能很好让所有学生都亲自看到光干涉形成的图样