2023高中物理光衍射教案

1/12023高中物理光的衍射教案教案能够呈现出老师在备课中的思维过程，并且显示出老师对课标、教材、同学的理解和把握的水平以及运用有关（教育）理论和教学原则组织教学活动的力量。接下来是我为大家整理的2023高中物理光的衍射教案，盼望大家喜爱!

2023高中物理光的衍射教案一

三维目标

(一)学问与技能

1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似.?

2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.?

3、知道观看到明显衍射的条件

(二)过程与（方法）

了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相关学问对生活中的有关现象进行解释和分析.

(三)情感态度价值观

1、让同学知道科学讨论必需重视理论的指导和实践的勤奋作用;

2、必需有自信念和踏实勤奋的态度;

3、在学习中也要有好品质、好作风.

?教学重点、难点

通过众多的光的衍射试验事实和衍射图片来熟悉光的波动性.?

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.正确熟悉光发生明显衍射的条件.?

4.培育同学动手试验力量，教育同学重视试验，重视实践.?

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.

（教学方法）：探究法?

?教学设计示例

(-)引入新课

提出问题：什么是波的衍射现象

演示水波的衍射现象，让同学回答并描述衍射现象的特征，唤起同学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)教学过程

(一)、所谓光的衍射现象，是当光在它传播的方向上遇到障碍物或孔(其大小可以与光的波长相比或比光的波长小)时，光绕到障碍物阴影里去的现象.

演示：

下面我们用试验进行观看.

取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调整的狭缝，用平行的单色光照耀，在缝后适当距离处放一个像屏(如图).

我们看到，当缝比较宽时，在像屏上是一条几乎与缝一样宽的亮线，除了这一条光线外，像屏上消失了阴影.这时间可视为是沿直线传播的.接着渐渐缩小缝的宽度，当缝调到很窄(缝宽与光波的波长相当时)在像屏的原阴影区内观看到了明暗相间的条纹.

这试验表明光在其前进的途中遇上大小相当于光的波长的障碍物或孔时，偏离了直线传播方向，即光产生了衍射现象.上述衍射现象是通过单缝形成的，我们称之为光的单缝衍射.

单色光的干涉与衍射都消失明暗相间的条纹，但图案不同.干涉条纹是等间隔的，衍射条纹间隔不等.白光照耀单缝时，可以在像屏上得到彩色条纹，它与双缝干涉的彩色条纹也不同，中心一级是又亮又宽的白色条纹，两边是较窄较暗的彩色条纹.

用点光源来照耀有较大圆孔AB的屏，在像屏MN上消失一个光亮的圆，

这说明光是沿直线传播的.渐渐缩小孔的直径，可以看到屏上的亮圆也渐渐减小.但是，圆孔缩到很小时，在像屏MN上原阴影区就形成一些明暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光按直线传播所能照到的范围，这就是光通过小孔产生的衍射现象.

光的衍射现象进一步证明白光具有波动性，对确定光的波动说的正确性起了重要作用.

关于这个问题，历史上曾有过一段趣事.1818年，当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时，闻名数学家泊松依据菲涅耳的理论推算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘肯定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当消失一个亮斑.人们从未看过和听说过这种现象，因而认为这是荒谬的，所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论，菲涅耳接受了这一挑战，细心讨论，“奇迹”最终消失了，试验证明圆盘阴影中心的确有一个亮斑，这就是闻名的泊松亮斑.

光沿直线传播只是一个近似的规律：当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时，可认为光是沿直线传播的，当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象

提问：当光通过小孔或者狭缝时，在后面的光屏上会得到什么样的图案?

同学回答的基础上老师（总结）.

当缝很大时——直线传播(得到影)

当缝减小时——渐渐会消失小孔成像的现象

连续减小缝的大小——会消失光的衍射现象.

?(二)光的单缝衍射?

(1)单缝衍射试验.?

老师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射试验.试验过程中展现缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清楚;减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊;连续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上消失明暗相间的衍射条纹.?

(2)简洁分析衍射的形成.?

展现衍射现象试验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许很多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加打算了屏幕上各点位置的明暗状况.?

(3)单缝衍射条纹的特征.(单色光的衍射图样)?

①中心亮纹宽而亮.?

②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗.?

(4)同学动手观看单缝衍射.?

老师分发单缝衍射观看片，每片观看片刻有二条宽度不同的单缝.让同学通过单缝分别观看设在教室前、后的红色灯、蓝色灯的衍射现象;让同学认真观看：①同一缝红色衍射条纹与蓝色衍射条纹是否有区分?②同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹是否有区分

然后让同学通过单缝观看白炽灯的衍射图样.?

引导同学分析归纳最终总结规律：?

2023高中物理光的衍射教案二

【教学目标】

(一)学问与技能

1.通过试验观看，让同学熟悉光的衍射现象，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熟悉。

2.通过学习知道“光沿直线传播”是一种近似规律。

(二)过程与方法

1.通过争论和对单缝衍射装置的观看，理解衍射条件的设计思想。

2.在仔细观看课堂演示试验和课外自己动手观看衍射现象的基础上，培育同学比较推理力量和（抽象思维）力量。

(三)情感、态度与价值观

通过“泊松亮斑”等科学小（故事）的学习，培育同学坚决的自信念、踏实勤奋的工作态度和科学讨论品德。

【教学重点】

单缝衍射试验的观看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，提出光的衍射试验观看设想。

2.通过观看分析试验，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.通过对比熟悉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(同学自备)，日光灯(教室内一般都有)，直径5mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针(吸小钢珠用)，投影仪(本节课在光学试验室进行)

【教学过程】

(一)引入新课

复习水波的衍射

[投影水波衍射图片(如图1、图2所示)]

图1

图2

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2中哪一幅衍射现象最明显?说明缘由。

生1：(谈论后，一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图2中丙图衍射最明显，由于这里的孔宽度最小。

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，但不肯定就是发生明显衍射现象的缘由，我们应当用它跟波长比。

师：很好，大家一起来（说说）发生明显衍射现象的条件是什么?

同学一起总结：障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。

师：光也是一种波，也能够发生衍射。这节课我们来熟悉光的衍射。

(二)进行新课

1.光的衍射

师：通过前面对光的干涉的学习，我们知道光是具有波动性的，光既然是一种波，那么在传播过程中也应当具有衍射的现象，大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?

(同学争论后，全都认为，光波也应有衍射本事，但无法举出例子)

师：依据我们刚才复习的明显衍射现象的条件，大家说说看，为什么平常我们不易观看到光的衍射?

生：可能是由于光波波长很短，而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大，所以不易观看到光的衍射现象.

师：很有道理，大家来想想方法解决这一问题.

(同学争论，设计出多种试验观看方案，绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件，老师加以确定鼓舞)

[试验观看]

支配同学依据上面的设想，自制单缝和小孔.

1.用单缝观看日光灯光源.

2.用小孔观看单色点光源.

师：请大家仔细观看，然后告知我你看到的现象.

(同学回答基本上有两类现象，一是观看到了单一的一条亮线或一个圆形亮点，二是观看到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)

师：大家做得很仔细，有几位同学已胜利地观看到了光的衍射现象，现在我们再用更好的装置来一起观看一下光的衍射现象.

[老师演示]

在不透亮     的屏上装有一个宽度可以调整的单缝，用氦氖激光器照耀单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如图所示.

EMBEDMSPhotoEd.3

调整单缝宽度演示，得出下列结果.

缝宽较宽较窄很窄极窄关闭屏上现象一条较宽亮线一条较窄亮线亮线变宽、变暗并消失明暗相间条纹明暗条纹清楚、细小条纹消逝师：请大家将我们的试验结果与课本插图的几幅照片比较，总结一下光要发生明显的衍射应满意什么条件.

生：当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时，光偏离了直线传播方向，发生了明显的衍射.

(点评：通过试验探究，猎取必要的感性熟悉。为以后从理论上熟悉光的衍射奠定基础。)

师：大家通过试验观看到，光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去，这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实，不仅单缝，还有圆孔，多条平行狭缝以及各种不同外形的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样，光发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小.

师：下面我们再来观看一下圆孔和光栅的衍射现象.

(老师演示，将单缝分别换成圆孔和光栅，可以在屏上观看到清晰的明暗相间的圆环和清楚的明暗相间的条纹.)

师：同学们已经留意到，在衍射现象中，常有一些亮线和暗线，据此大家来猜猜缘由.

生：在干涉现象中我们也观看到明暗相间的条纹，我想这里的道理应当跟在干涉现象中差不多.

师：猜想有道理.其实在光的衍射现象中，来自单缝或圆孔上不同位置的光，到光屏处的路程差满意肯定的特点，叠加时加强或减弱，形成明暗相间的条纹，这的确跟光的干涉原理是相像的，大家再考虑一下，假如用白光做衍射试验，条纹会怎样呢?

生：条纹应当是彩色的，由于不同色光波长不同，在叠加时形成条纹位置也不一样，叠合时形成彩色.

师：回答得特别好，大家明白了吗?

生：明白.(老师指导同学用两支铅笔并拢观看日光灯衍射条纹)

师：光的衍射现象表明，我们平常说的“光沿直线传播”只是一种特别状况。在障碍物的尺寸比波长大得多的状况下，光的传播是沿直线，当障碍物的尺寸可以与光的波长相比拟时，光的衍射现象就非常显著，这时就不能说光沿直线传播了。

师：在光的衍射现象中，历史上有过一个“泊松亮斑”的故事，请大家来阅读课本66页“科学脚印     ”栏目中的短文――泊松亮斑.

师：大家想不想看看这个亮斑?

生：想.

(老师演示，用被磁化的钢针吸一粒钢珠，悬起，使激光束与钢珠球心在同始终线上，如图所示，就能在屏上观看到钢珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.)

EMBEDMSPhotoEd.3

2023高中物理光的衍射教案三

教学要求：

1、知道光的衍射现象

2.知道产生光的衍射现象的条件：障碍物或孔、缝的大小比光的波长小或与波长相仿时，才能观看到明显的衍射现象.

3.知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似.

重点和难点：产生光的衍射现象的条件

课时：1课时

基本教学过程

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?假如有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观看到光的衍射现象呢?

水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么?

一切