2024-2025学年新教材高中物理第四章光5光的衍射教案新人教版选择性必修第一册

PAGE1-光的衍射教学目标学问与技能1、知道什么是光的衍射现象，及光通过狭缝和圆孔等衍射条纹的特点，知道光产生明显衍射的条件。2、能用相关学问对生活中的有关现象进行说明和分析，能区分干涉条纹和衍射条纹过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，通过试验并结合幻灯片分析讲解，启发学生主动思索、培育学生视察实力、想象力、动手实力及分析和解决问题的实力。情感看法与价值观通过光的衍射现象的视察，使学生在学习中体会物理学问之美；另外通过学习泊松亮斑的故事让学生知道科学探讨必需重视理论的指导和实践的检验作用教学重难点1.光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件。2.光的干涉条纹和衍射条纹的异同。《学科指导看法（2025版）》的表述通过对现象的视察、说明、培育学生视察生活，探究学问的实力。教学过程【教学过程】引入在上一节中，我们通过杨氏干涉试验学习了光的干涉，证明白光是一种波，请大家回忆两个问题1、若用红光来做干涉试验，视察到的干涉图样是怎样的？白光呢？2、条纹间距的公式是怎样的？既然光是一种波,为什么我们日常生活中视察不到光的衍射现象,而经常看到的是光沿着直线传播的呢?我们这节课就来解决这个问题。新课教学光的衍射现象问题1：什么是波的衍射？问题2：产生明显的波的衍射现象要具备什么样的条件？（波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长还小；）老师：光的衍射和波的衍射类似，当光在传播过程中遇到障碍物或小孔是会偏离直线传播的路径到达障碍物后面这种现象就是光的衍射现象。1.光的衍射：光在传播过程中遇到障碍物或小孔是会偏离直线传播的路径到达障碍物后面这种现象就是光的衍射现象。问题3：为什么平常我们看到的都是光的直线传播现象，没看到过光的衍射现象呢？（因为可见光的波长只有特别之几微米，一般的障碍物或孔都比光波的波长大得多，衍射现象不明显）2.发生明显衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长还小。问题4：怎样才能视察到光的衍射现象呢？小孔或障碍物有什么要求呢?（必需使光源发出的光通过特别小的孔或是特别窄的狭缝才行。）老师：下面我们就来试一下看狭缝特殊窄时，会不会有衍射现象发生。常见的光的衍射现象1.单缝衍射演示试验：在不透光的挡板上安装有一个宽度可以调整的狭缝，缝后放一个光屏，用平行单色光照耀狭缝，不断减小缝宽，学生视察会有怎样的现象。学生：通过对视频和图片的视察归纳（1）条纹特征：明暗相间的条纹。①中心条纹最亮、最宽②两边的亮纹亮度渐暗，宽度渐窄③条纹关于中心明纹对称。（2）条纹间距的变更规律：①缝宽a=0.4mm和a=0.8mm的衍射图样对比结论：缝越窄，中心亮纹越宽条纹间距越大②缝宽均为a=0.4mm的红光和蓝光的衍射图样对比结论：波长越长，中心亮纹越宽条纹间距越大③问题：条纹间距除了和缝的宽度及光波的波长有关外，还可能和什么有关呢？结论：还与缝屏间距有关，缝屏间距越大，中心亮纹越宽条纹间距越大（3）白光的衍射图样的特点：学生探讨：白光的单缝衍射图样应当是怎样的，请说出缘由？（白光是由七种色光组成的，每种颜色的光通过狭缝后会形成自己的衍射图样，由于七种色光的波长不同，形成的衍射条纹间距就不同，叠加后就会形成彩色条纹，而每种颜色的光的衍射图样中心都是亮纹，所以叠加后白光的干涉图样中心肯定是白色的。）老师：下面就请同学们检验一下你的推理是否正确。学生试验：用两只笔平行日光灯放置视察日光灯，渐渐减小两只笔之间的缝的宽度，视察现象。学生看图片总结白光的衍射图样的特点问题：比较图中红光的衍射和干涉条纹有什么异同？学生：归纳总结（4）光的衍射条纹和干涉条纹的异同同：都是明暗相间的条纹，中心都是明纹，条纹都关于中心明纹对称。异：干涉图样是等距条纹，亮度减弱较慢衍射图样中心条纹又宽又亮，两侧条纹窄且宽，亮度减弱较快老师：下面我们再来探讨光在传播的过程中遇到小孔的状况2、小孔衍射（1）圆孔衍射演示试验：用平行单色光照耀小圆孔，不断减小圆孔的大小。学生：总结视察到的现象①条纹特征：明暗相间的圆环，圆心处为一亮斑。②条纹间距的变更规律学生：视察孔渐渐缩小得到的三张图片，总结规律孔越小中间亮圆越大，亮纹间距越大，亮度越暗老师：亮度越来越来越暗是什么缘由孔越小通过孔的能量越小所以越暗老师：衍射现象是否明显，我们应当关注亮度还是传播的范围（2）其它形态的小孔衍射学生视察图片老师：这些是光通过其它形态的孔的衍射图样，看来衍射图样和孔的形态有关，为什么是这样的图样中学阶段没法计算，这些图样不要求大家记住，但他却给我们一个启发，就是我们可以依据图样来反推孔的形态，这方面应用我们一会儿会提到。3、多孔衍射学生试验：通过纱布视察蜡烛和日光灯的衍射现象老师：前面我们探讨了缝和孔的衍射，下面我们来看看光传播的过程中遇到障碍物又会发生什么现象呢？4、圆盘衍射——泊松亮斑学生:听泊松亮斑的故事录音老师：这个故事告知我们试验是理论的极其完备的论证。物理理论离不开试验的验证，物理试验也离不开物理理论的指导，科学探讨必需重视理论的指导作用和实践的检验作用。老师：同学们可能已经留意到，在泊松亮斑的四周还有一些明暗相间的圆环，而且在单缝衍射和圆孔衍射的图样中，都有一些亮线和暗线．这是由于当光传播到狭缝或圆孔上时，可把狭缝或小孔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，光振动加强的地方就是明条纹光振动减弱的地方就是暗条纹，这个道理和光干涉时的道理相像。5、其它衍射：（1）学生视察几幅影子的图片总结得出光的衍射现象会使影的边缘出现明暗相间的条纹模糊不清，这也是一种衍射现象。（2）路灯照片中的衍射（3）消逝的横线衍射现象的利与弊1.应用（1）衍射光栅用于光谱分析①衍射光栅是由很多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅.②利用衍射光栅进行光谱分析（2）利用衍射现象分析物质结构2.防止:电子显微镜的独创问题：通过前面的学习我们知道光的确能发生衍射现象那么光的衍射现象与我们前面所学的光沿直线传播相冲突吗？光的直线传播的条件：①光在没有障碍物的匀称介质中是沿直线传播的②在障碍物的尺寸比光的波长大得多的状况下，衍射现象不明显，也可认为光是沿直线传播的，但是，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象特别明显，这时就不能说光沿直线传播了．板书设计光的衍射（1）光在入射到两种介质的交界面处时，通常一