光的干涉衍射

1、例级高一章节光的干涉衍射教师张渊（南模）1课时教材 分 析重点知道光的干涉和衍射及其产生条件难点运用干涉和衍射原理解释生活中的问题教 学 目 标知识技能能说出对光本性的两种解释微粒说和波动说及其代表人物 能指出红光和紫光在频率上的高低区别能辨认干涉图样和衍射图样能区分红光和紫光的干涉图样能够解释为什么肥皂泡在日光下是彩色的能运用干涉和衍射的条件判断在所给情景中是否能产生干 涉或衍射现象能说出两种产生干涉的方法和两种产生衍射的方法 能说出干涉和衍射在生活中的应用过程方法通过观察两组干涉实验感受光学研究的趣味和价值情感价值观通过对光学研究发展史的了解能够产生对光产生学习的兴 趣通过对光线的学习进一

2、步形成物理模型的思想同时能举出3 个应用物理模型思想的实例通过学习能够辨证的看待事物从而举出光的应用实例和危 害实例教法讲授法教具铁环、肥皂水教 学 过 程、教学引入光学发展简史古代学者对于“什么是光”的最初观念是十分幼稚的。在古希腊，有 的学者认为光是从眼睛里射出的特别细的触须，用触须触摸物体时就有 了视觉；有些学者不同意这种看法，认为光是沿直线高速传播的粒子流， 人的视觉就是光粒子进入人的眼睛而引起的。公兀刖约330 260年， 欧几里德攥写了反射光学一书，为反射定律以及折射定律的提出奠 定了基础，也为几何光学的建立奠定了基础。但是随后的几个世纪，人们对光的本性的认识进展很慢，直到17世纪

3、， 牛顿对光进行了大量的研究，并将其力学成果引入到对光的研究之中， 形成了牛顿的微粒说：认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介 质中以一定的速度沿直线传播。与牛顿同时代的另一位荷兰物理学家惠 更斯(C. Huygens, 16291695)却提出了与牛顿的观点不同的学说一一波动说，认为光是在空间传播的某种波。这个争论一直持续了 200年，知道20世纪初爱因斯坦提出了他的解释， 光既是一种微粒也是一种波，它具有波粒象性，而在1921年爱因斯 坦因成功解释了光电效应现象而获得了诺贝尔物理学奖。到了 21世纪，人们对光学本质的研究依然充满着热情，2005年10月4 日，瑞典皇家科学学院把2005

4、年的诺贝尔物理学奖授予美、德三位物 理学家，其中美国科学家约翰霍尔和德国科学家奥多尔亨施对基于激 光的精密光谱学作出了贡献，另一名美国科学家罗依格劳伯则对光学相 干的量子理论作出重大贡献，他们共同奠定了量子光学的基础。提可：我们如何描述光呢？光线：用带箭头的直线，既射线来表示一细束光的路径的光的物理模型二、教学展开()光的本质1、光的微粒说一一代表人物：牛顿FLASH实验:光的直线传播和光的反射和折射微粒说：牛顿认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以 定的速度沿直线传播。这一说法成功解释了光的直线传播和反射以及 折射定律。提可：光是像“弹丸”一样的微小粒子吗？2、光的波动说一一代表人

5、物：惠更斯演示实验:肥皂泡膜的干涉条纹提问:你观察到肥皂泡膜上呈现什么现象？视频实验:单缝衍射实验提问:你在白屏上看到什么现象波动说：光是在空间传播的某种波。这一说法成功解释了光的干涉和 衍射。提问:光是像“水波”一样的波吗？3、总结归纳学说代表人物能解释的现象光的本质（二）光的干 涉1、干涉现象视频实验:水波的干涉提问:干涉和叠加有什么关系？提问:两列波相互叠加发生干涉时产生什么现象？波的干涉：满足一定条件的两列波叠加以后，某些区域的振动加强, 某些区域的振动减弱，这些区域是互相间隔的，分布是稳定的，这种 现象叫做波的干涉现象。视频实验:薄膜干涉提问:你观察到什么现象？提问:两束光是不是在任

6、何条件下都能产生干涉现象呢？2、干涉条件：光产生干涉的条件：由相干光源发出的相干光束相互叠加 相干光源：同一光源的同一部分（两个振动情况完全相同的光源） 相干光束：能够实现干涉的光束现象解释:酒精灯火焰发出的光照射到薄膜上时，从膜的前表面和 后表面分别反射出来，形成两列波，这两列波符合相干条件，所以能 产生干涉。竖立的肥皂液薄膜，由于重力的作用，薄膜的截面形成了 上薄下厚的楔形。在薄膜的某些地方，两列波反射回来时恰是波峰和 波峰相遇、波谷和波谷相遇，叠加的结果使光波的振动加强，形成黄 色的亮条纹；在另一些地方，两列波的波峰和波谷相遇，使光波的振 动互相抵消，形成暗条纹。如果用白光照射上述肥皂液

7、薄膜，薄膜就 出现各种不同颜色的条纹。这正是由于白光是由各种不同颜色的光组 成的，而每种颜色的光各有一定的波长，所以在薄膜某一厚度的地方, 某一波长的光反射回来互相增强,另外一些波长的光反射回来互相削 弱。这样，在薄膜上就出现了不同颜色的条纹。3、双缝干涉实验视频实验:杨氏双缝干涉实验提问:你观察到什么现象？提问:实验中的单缝和双缝分别起什么作用？提问:你觉得应用不同颜色的光对实验现象有影响吗？FLASH实验：不同颜色的光的干涉实验按照波长由大到小的排列顺序：红橙黄绿蓝靛紫提问:波长和干涉条纹有什么关系呢？提问:频率和干涉条纹有什么关系呢？4、干涉现象的应用1）肥皂泡膜、油膜2）在磨制各种镜面或其他精密部件时，对加工表面的平整度可以用 干涉法检查。（三）光的衍射1、衍射现象视频实验:水波的衍射波的衍射：波能绕过障碍物继续向前传播的现象叫波的衍射提问:你认为光有衍射现象么？有的话可能是什么样的现象呢？ 光的衍射：通过狭缝后，光明显地偏离了直线传播的方向，使光屏上 被照亮的范围变宽，并且出现了明暗相间的条纹学生实验:手指缝里的细条纹2、衍射条件光产生明显衍射现象的条件:只有在光波的波长比狭缝或障碍物大或 者差不多时才能看到明显的衍射现象。3、小孔衍射实验提可：为何我们可以观察到一组同心圆？4、衍射现象的应用红外线传感器三、教学总结提可：1、光的本性是