2023高中物理光的衍射教案
教案能够展现出教师在备课中的思维过程，并且显示出教师对课标、教材、学生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能力。接下来是小编为大家整理的2020高中物理光的衍射教案，希望大家喜欢!
2020高中物理光的衍射教案一
三维目标
(一)知识与技能
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、知道观察到明显衍射的条件
(二)过程与方法
了解单缝衍射、小孔衍射，并能用相关知识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、让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用;
2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;
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.?
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，让学生回答并描述衍射现象的特征，唤起学生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：
下面我们用实验进行观察.
取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，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，像屏上出现了阴影.这时光可视为是沿直线传播的.接着逐渐缩小缝的宽度，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察到了明暗相间的条纹.
这实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出现明暗相间的条纹，但图案不同.干涉条纹是等间隔的，衍射条纹间隔不等.白光照射单缝时，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，中央一级是又亮又宽的白色条纹，两边是较窄较暗的彩色条纹.
用点光源来照射有较大圆孔AB的屏，在像屏 MN上出现一个光亮的圆，
这说明光是沿直线传播的.逐渐缩小孔的直径，可以看到屏上的亮圆也逐渐减小.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了光具有波动性，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，著名数学家泊松根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，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑.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，精心研究，“奇迹”终于出现了，实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑.
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?
学生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——逐渐会出现小孔成像的现象
继续减小缝的大小——会出现光的衍射现象.
?(二)光的单缝衍射?
(1)单缝衍射实验.?
教师用光的干涉、衍射仪做单色光的单缝衍射，或用激光源来做单缝衍射实验.实验过程中展示缝较宽时：光沿着直线传播，阴影区和亮区边界清晰;减小缝宽，在缝较狭时：阴影区和亮区的边界变得模糊;继续减小缝宽光明显地偏离直线传播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹.?
(2)简单分析衍射的形成.?
展示衍射现象实验示意图，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加决定了屏幕上各点位置的明暗情况.?
(3)单缝衍射条纹的特征.(单色光的衍射图样)?
①中央亮纹宽而亮.?
②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗.?
(4)学生动手观察单缝衍射.?
教师分发单缝衍射观察片，每片观察片刻有二条宽度不同的单缝.让学生通过单缝分别观察设在教室前、后的红色灯、蓝色灯的衍射现象;让学生仔细观察：①同一缝红色衍射条纹与蓝色衍射条纹是否有区别?②同一种色光，单缝宽度不同衍射条纹是否有区别
然后让学生通过单缝观察白炽灯的衍射图样.?
引导学生分析归纳最后总结规律：?
2020高中物理光的衍射教案二
【教学目标】
(一)知识与技能
1.通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，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认识。
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.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想。
2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力。
(三)情感、态度与价值观
通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德。
【教学重点】
单缝衍射实验的观察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，提出光的衍射实验观察设想。
2.通过观察分析实验，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.通过对比认识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(学生自备)，日光灯(教室内一般都有)，直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针(吸小钢珠用)，投影仪(本节课在光学实验室进行)
【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?说明原因。
生1：(议论后，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，因为这里的孔宽度最小。
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，但不一定就是发生明显衍射现象的原因，我们应该用它跟波长比。
师：很好，大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?
学生一起总结：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。这节课我们来认识光的衍射。
(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该具有衍射的现象，大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?
(学生讨论后，一致认为，光波也应有衍射本领，但无法举出例子)
师：根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件，大家说说看，为什么平时我们不易观察到光的衍射?
生：可能是因为光波波长很短，而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大，所以不易观察到光的衍射现象.
师：很有道理，大家来想想办法解决这一问题.
(学生讨论，设计出多种实验观察方案，绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件，教师加以肯定鼓励)
[实验观察]
安排学生根据上面的设想，自制单缝和小孔.
1.用单缝观察日光灯光源.
2.用小孔观察单色点光源.
师：请大家认真观察，然后告诉我你看到的现象.
(学生回答基本上有两类现象，一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点，二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)
师：大家做得很认真，有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象，现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.
[教师演示]
在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝，用氦氖激光器照射单缝，在缝后适当距离处放一光屏，如图所示.
EMBED MSPhotoEd.3
调节单缝宽度演示，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、变暗并出现明暗相间条纹 明暗条纹清晰、细小 条纹消失 师：请大家将我们的实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足什么条件.
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：通过实验探究，获取必要的感性认识。为以后从理论上认识光的衍射奠定基础。)
师：大家通过实验观察到，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形状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：下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.
(教师演示，将单缝分别换成圆孔和光栅，可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)
师：同学们已经注意到，在衍射现象中，常有一些亮线和暗线，据此大家来猜猜原因.
生：在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹，我想这里的道理应该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足一定的特点，叠加时加强或减弱，形成明暗相间的条纹，这确实跟光的干涉原理是相似的，大家再考虑一下，如果用白光做衍射实验，条纹会怎样呢?
生：条纹应该是彩色的，因为不同色光波长不同，在叠加时形成条纹位置也不一样，叠合时形成彩色.
师：回答得非常好，大家明白了吗?
生：明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)
师：光的衍射现象表明，我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。在障碍物的尺寸比波长大得多的情况下，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，光的衍射现象就十分显著，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“科学足迹”栏目中的短文――泊松亮斑.
师：大家想不想看看这个亮斑?
生：想.
(教师演示，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一直线上，如图所示，就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑，即泊松亮斑.)
EMBED MSPhotoEd.3
2020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，才能观察到明显的衍射现象.
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?如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢?
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.(播放视频)
一、光的衍射
1、光的衍射：光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。
2、明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
3、物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。
二、单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮.
2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗.
单缝衍射规律：
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大.
2、单缝不变时，光波波长大的(红光)中央亮纹越宽，条纹间隔越大.
3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色.
泊松亮斑：
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果.历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑.
三、衍射光栅
衍射光栅是由许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。
干涉条纹与衍射条纹的区别：
干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
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