人教版选修34 光的衍射 第1课时 教案.docx

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）课堂练习：1.关于衍射，下列说法正确的是()a.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果b.双缝干涉中也存在衍射现象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e.入射波的波长越大，越容易观察到明显的衍射现象【解析】衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过三个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射.一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件，故a、b、e正确，c、d错误.【答案】abe2.如图432所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()图432a.甲、乙是光的干涉图样b.丙、丁是光的干涉图样c.形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长d.形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长e.甲和丙都是光的衍射图样【解析】由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，a正确，b、e错误；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，c项正确；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，d项正确.【答案】acd3.在观察光的衍射实验中，分别观察到如图433甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹.那么障碍物应是甲乙图433甲图对应的障碍物应是_，乙图对应的障碍物应是_.【解析】比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑.【答案】较大的中间有小圆孔的不透明圆板很小的不透明圆板4.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434所示，则下列说法正确的是()图434a.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e.偏振现象表明光是横波【解析】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的光强最强；当q与p的透振方向垂直时，通过q的光强最弱.即无论旋转p或q，屏上的光强都是时强时弱.故正确答案为b、d、e.【答案】bde5.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，则上下两个偏振片的透振方向相互_；笔画处为_电极，因此加上电压时变为_的.【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；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.【答案】垂直透明不透明6.用点光源发出的光照射一个障碍物，在屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清，产生的原因是()a光的反射 b光的折射c光的干涉 d光的衍射解析：选d光发生衍射后会分散在一个区域内，这个区域都有部分光到达也就会出现不明不暗模糊不清的现象。7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