光的干涉由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“光的干涉一”。
光的干涉
位育中学
赵晓春
教学目标
按照二期课改的三维目标,那就是知识为载体,能力为目标,当中渗透情感和价值观的教育。本节课的教学目标为:
(一)知识与能力
(1)认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.
(2)了解双缝干涉条纹的特征,及影响因素.(3)理解光的干涉条纹形成原因.
(4)了解薄膜干涉产生的原因,知道薄膜干涉在技术上的应用.
(二)过程与方法
通过观察实验,操作实验,培养学生对物理现象的观察、表达、分析及概括能力,培养实验能力、思维能力、自学能力。体会“杨氏双缝干涉实验”所蕴涵的巧妙的科学思想方法,培养创新精神.(三)情感和价值观
通过介绍光的波动性的发现过程,渗透科学家认识事物的科学态度和辩证唯物主义观点,学习科学家们对真理的探索和不懈努力的精神.
教学重点和难点
本节重点是杨氏双缝实验,难点是解释光的干涉图案的形成原因。实验准备
激光笔、双缝两个(共24组)、杨氏双缝干涉6个,滤光片(红色、绿色、蓝色)6组,装有肥皂液的烧杯、金属框架、玻璃片24组
教学过程 引入新课
通过机械波的干涉过渡到光的干涉。
干涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象。根据我们同学学习过的机械波的干涉知识,请我们同学猜测一下光的干涉图样是怎样的?(学生回答)
你见过吗?如果教室里只开两盏日光灯,我们只会觉得更亮,没有看到干涉条纹,这是什么原因呢?
(学生回答:不满足干涉的条件)复习产生干涉的条件。
怎样做才能做出光的干涉现象呢?
结合动画介绍托马斯.杨的双缝干涉实验思想
1801年英国物理学家托马斯.杨首先在实验室里得到了干涉条纹,他的实验思想是这样的。一束光经过单缝形成线光源,然后同时传到两个狭缝,这两个狭缝成为两个振动情况总是相同的光源。
像这种从同一光源分出的两个光源是相干光源。介绍托马斯.杨干涉实验的装置和要求。探究光的干涉现象
(学生操作实验,观察出红光的双缝干涉图像,总结出双缝干涉的特点,大家交流)双缝干涉的特点:
1、条纹明暗相间。
2、亮条纹等距,暗条纹等距。探究影响光的干涉条纹的因素
教师:同学们猜测一下,那些因素会影响干涉条纹的宽度。学生: 光的颜色,双缝之间的距离,缝到屏的距离 教师:下面我们同学分组继续实验,探索出干涉条纹间距与上述物理量的关系(学生分组实验探索,时间5分钟)第一组:研究干涉条纹间距与单色光颜色的关系。第二组:研究干涉条纹间距与双缝间距的关系。
第三组:研究干涉条纹间距与缝到屏的距离的关系。(学生交流)
总结:
1、干涉条纹间距随波长()的增加而增加。红光的波长较长,紫光的波长较短.(伴随相关录像、照片讲解)
2、干涉条纹间距随双缝与光屏之间的距离(l)的增加而增加。
3、干涉条纹间距随两缝之间的距离(d)的减小而增加。
教师:那么条纹间距与l、是不是成正比,与d成反比?结论告所大家是这样,证明请大家在学完本课后利用你的数学知识课后完成。
教师:为什么会产生这样的干涉现象,我们研究一下干涉现象的原理。
教师:思考一下S1、S2的中垂线与屏的交点A是亮条纹还是暗条纹,你能解释吗? 学生:亮条纹.因为这一点距离两波源的路程相等.教师:那么任意一点B,在什么条件下出现亮条纹,什么条件下出现暗条纹?(这一段内容用动画动态显示,有利于学生理解干涉图像与路程差的关系)路程差x=n(n=0,1,2,3……)时为亮条纹
路程差x=(2n+1)/2(n=0,1,2,3……)时为暗条纹 薄膜干涉
教师:双缝干涉在日常生活中比较不常见。有一种干涉很常见,那就是薄膜干涉。下雨天,一辆汽车开过在马路上留下一滩油渍,我们可以看到油渍呈彩色。小时候,我们吹肥皂泡,肥皂泡飘上了天,在阳光的照射下我们观察到肥皂泡呈现彩色图案。
教师:今天,我们给大家准备了两个实验。一个是肥皂薄的实验。点燃酒精灯,将线圈沾上肥皂液,形成肥皂膜。肥皂薄对准酒精灯,观察火焰在肥皂薄上成的像。注意观察方向应该为眼睛和酒精灯在同侧观察。另外一个为两个玻璃片重叠在一起,捏紧玻璃片,观察现象。要求同学们仔细观察,然后告诉我,你观察到什么样的现象?(学生实验)
学生交流:观察到有水平状的条纹。(肥皂膜)彩色条纹(玻璃片)
教师:思考为什么我们观察的现象叫做干涉现象。干涉现象必须有两个相干光源,他们是哪两束光?
学生:一束光照在薄膜上在薄膜的前后表面形成了两列反射光,这两列光满足相干条件,形成干涉现象。教师:(结合动画解释薄膜干涉的原理)一束光照在薄膜上在薄膜的前后表面形成了两列反射光,有些地方振动加强形成两条纹,有些地方振动减弱形成暗条纹,亮条纹和暗条纹相互间隔,形成我们观察到的水平状条纹。教师:下面我们同学将这两个实验再做做看,在做的过程中有什么发现和疑问欢迎大家提出来。我们大家一起来交流。
学生甲:肥皂膜水平状条纹是不等间距的,上边稀疏下边密集。这是什么原理呢? 学生乙:可能和薄膜状有关。
教师:那么薄膜的侧视图会是什么样的呢? 学生乙:(在黑板上画出)教师点评,给出正确地解释。(学生可以有进一步问题的提出,教师和学生能解释则解释,不能解释可以推荐大家看一些这方面的书)薄膜干涉的应用
利用薄膜干涉的原理,可以为我们人类的生产、生活造福。我们可以用来检查光学仪器表面的质量,看表面是否平整。如果表面很平整我们看到的条纹是相互平行的。如果有凸凹,则条纹会发生弯曲。有些光学仪器,比如照相机的镜头呈现淡紫色,这是因为在照相机的镜头上涂了一层增透膜,它可以增加透射光,减少反射光。因为光学仪器如果反射光太厉害,则透射光太弱,影响仪器的成像质量。利用薄膜干涉的原理,如果一束光在前后两个表面的反射光干涉的结果是相互减弱的,则势必会增加透射光。一般人眼对绿光比较敏感,所以我们要减少绿光的反射,而不同颜色光的波长不同,所以红色、紫色部分不能完全减弱,镜头呈淡紫色。增透膜的厚度为在介质中波长的1/4。作业
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