13.2光的干涉教案[最终版]

第一篇：13.2光的干涉教案[最终版]

13.2光的干涉教案

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

（2）通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征（3）使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

2、过程与方法

（1）在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

(2)通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力．

3、情感态度价值观

(1)通过“杨氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物的物理思维方法．

(2)培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。

【教学重点】

（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件 【教学难点】

对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．

【教学方法】 类比、实验、分组探究 【教学工具】

多媒体课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪． 【教学过程】 课题引入：

在日常生活中，我们见到许多光学的现象。图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”

引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？ 新课教学：

一、两大学说之争：

在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”

以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”

二、光的干涉：

（一）假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。波的特有现象有哪些？学生答：波的干涉和衍射

学生回顾：机械波的特有现象——干涉（学生完成学案上的知识回顾）学生点评(二)教学过程设计

1．光的干涉现象——扬氏干涉实验．

(1)引导：只要我们能看到光的干涉现象，就能说明光具有波动性。声波发生干涉听到有些地方强，有些地方弱。光若发生干涉在屏幕上会看到什么现象？

学生回答：会看到有些地方亮有些地方暗 板书：光的干涉(2)扬氏实验．

1801年英国物理学家托马斯·扬在实验室里成功的观察到光的干涉现象。请大家带着学案上的问题看课本，请学生回答学案上的问题。请大家参照杨氏实验利用身边的器材进行实验 问:你们看到什么现象？（3）学生实验探究：

学生回答图样的特点：(1)明暗相间．(2)亮纹间等距，暗纹间等距．(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹．

提出问题：明暗相间的条纹说明了什么？

光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象。老师陈述：光发生干涉说明光是一种波。

既然光是一种波，我们就试着用波的理论来解释为什么中央会出现亮条纹？

2．运用波动理论进行分析．

由于S1和S2发出的两列波到达P0点的路程一样，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P0点。这两列波总是波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，他们在点相互加强，因此在P0这里出现了一个亮条纹。

过渡：该同学回答得很好，请同学们继续研究其它亮条纹。间隔一会儿，请学生回答研究方案。．(2)屏幕上出现亮纹、暗纹的条件．

在示意图中，S1和S2为一对相干光源，两组半径相同的同心圆表示S1和S2两相干光源向外传播的两列波．学生在图上分析。

总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：

亮纹 光程差δ=kλ(k=0，1，2„)． 暗纹：光程差(2k1)2(k1,2,3,4..................)

3．用双缝观察白光的干涉图样．

让学生猜测干涉图样，然后课后试验

(三)课堂小结

1．托马斯·扬在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验．光的干涉现象微粒说无法解释，而波动说可做出完善解释，使人们认识到光具有波动性．

2．两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相，光就加强，如果反相光就减弱，于是产生明暗条纹，其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等．

单色光：亮纹 光程差 δ=kλ(k=0，1，2„)． 暗纹：光程差 (2k1)2(k1,2,3,4..................)

3、复色光则出现彩色条纹。

第二篇：光的干涉教案

光的干涉

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程（2）在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

（3）使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。

（4）通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。

2、过程与方法

在教学的主要设置了两个探究的问题

（1）在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

（2）小组合作学习探究相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距与什么因素有关。

3、情感态度价值观

培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。

【教学重点】

（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件

（3）理解相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距，并能应用这一规律解决实际问题 【教学难点】

(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解(2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素 【教学方法】 类比、实验、分组探究 【教学工具】

PPT课件、玩具激光光源、光栅（双缝）【教学过程】 课题引入：

问一：在日常生活中，我们见到许多光学的现象，这些自然现象是如何形成的？ 图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”

引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？ 新课教学：

一、两大学说之争：

在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”

以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波” 学生讨论：你赞同谁的观点？并说一说赞同的原因。

二、光的干涉：

（一）假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。学生回顾：机械波的特有现象——干涉

引导：只要能看到光的干涉现象，就能说明光具有波性

（二）实验探究：

1、我们怎样才能使两列光相遇时发生干涉现象？ 演示：两个单独的激光光源相遇

设问：为什么看不到干涉现象？产生干涉现象必须有什么条件？

学史介绍：实际上很难找到两个能相互干涉的光源，一直到1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉。

2、托马斯·杨双缝干涉实验介绍：

介绍实验装置，在挡板上开两条很窄的狭缝，当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝相当于两个完全相同的光源——相干光源。

光的干涉条件：相干光源

3、演示实验：双缝干涉实验

思考：光通过双缝后墙上出现了什么现象？这又说明了什么？ 师生小结：光具有波动性

引导学生参阅课本彩图中的双缝干涉图样 小组讨论：光的干涉图样有什么特征？

得出实验现象：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹 设问(现象解释)：你该如何解释光屏上出现的亮条纹（暗条纹）？

光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹？即产生的条件是什么？ 小组讨论：形成共识，派代表阐述原因。光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件： 亮条纹：s2n2暗条纹：s2n1（n=0、1、2、3…）（n=0、1、2、3…）

引导学生参阅课本彩图，比较三种干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距有什么区别。过渡：干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距Δx到底与哪些因素有关？

4、分组探究：

猜想：影响干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距Δx的因素 探究方法：控制变量法、归纳法

（1）利用现有实验资料探究：其他条件不变，双缝间距d减小，Δx如何改变。学生参阅课本彩图，通过对比分析得出结论。

（2）实验方法和数学方法：其他条件不变，双缝与屏的距离L增大，△X如何变化？ 实验演示，学生观察现象。

多媒体辅助演示：用干涉图样从几何角度可以定性说明L与△X的关系（3）学生自主探究：其他条件不变，波长λ增大，△X如何变化？ 探究工具：几张干涉图样、直尺、两种颜色的记号笔。

小组探究的结果：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离L越大，光的波长λ越大

则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距Δx越大。（4）理论证明： x

（三）规律应用： 1测光的波长（1）小组讨论：

你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光波长的方案？

（2）学生代表小结： 由xL d双缝的间距d，屏到挡板间的距离L，相邻两条亮条纹（或明条纹）的间距Δx。就能知道这种可见光的波长

（3）实例：双缝的间距d=0.18mm，光屏到档板的距离L=90cm，相邻两条亮条纹的间距Δx =3.50mm，则此单色光的波长为多少？

（4）各种色光的波长测定及介绍：（光的波长单位往往用纳米）学生阅读课本表格

小结：红光波长最大，紫光波长最小。因此红光的干涉条纹间距最大，紫光最小。Ld可知：x，只要测出： dL2、白光的干涉现象：

如果用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？ 媒体展示 【复习巩固】 师生回顾本节重点内容 【课后反思】

1、中央亮条纹为什么是白的来两侧的为彩色条纹？

2、两侧彩色条纹的分布有没有规律？红色在外还是紫色在外侧？ 【板书设计】

光的干涉

1、干涉条件：相干光源

2、干涉图样：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹

3、图样分析：

（1）光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件： 亮条纹：s2n 2暗条纹：s2n1（n=0、1、2、3…）

2（2）相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距：x

4、应用：（1）测波长：【教学反思】

本节课是一堂典型的探究式课堂教学，教学中体现了新课程学习的理念。教学中设置两个探究点，学生在自主学习，合作学习，探究学习的过程中不仅掌握了知识，更重要的是学会了研究问题的方法。在学习的过程中兴趣盎然，积极主动地参与到教学中，从而培养了学习物理的兴趣。

不足是：由于上课时间和器材的限制，实验探究未能让学生主自主研究，而是通过演示替代，另外在学生观察了光的干涉实验后，未能进一步追问这一现象说明了什么？基础差点的同学可能还不能自主地把现象和波动性联系上。今后的教学中就进一步注意细节的把握，努力体现新课改理念，最大限度地增加课堂效益。（n=0、1、2、3…）

L d（2）白光的双缝干涉图样分析：明暗相间的彩色条纹 dx L 4

第三篇：13.2 光的干涉教案

衡阳县一中高二物理组

全新课标理念，集体智慧结晶

第二节 光的干涉

教学目标：

（一）知识与技能

1、了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

2、通过干涉实验使学生认识光的干涉现象和干涉条纹的特征。

3、使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。

（二）过程与方法

1、在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主实验探究，小组合作学习探究掌握光的干涉条件，推理在双缝干涉实验中形成亮条纹和暗条纹的原因及产生亮暗条纹的条件。

2、通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力。

（三）情感态度与价值观

1、通过“杨氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物的物理思维方法。

2、培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。教学重点：

1、使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。

2、理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件。教学难点：

对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解,如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”。教学方法：

类比法、实验法、分组探究法 教学用具：

PPT课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪。教学过程：

（一）引入新课 衡阳县一中高二物理组

全新课标理念，集体智慧结晶

在日常生活中，我们见到许多光学的现象。图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼”

引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？

（二）新课教学

1、两大学说之争

在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”

以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”

2、光的干涉

假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。波的特有现象有哪些？学生答：波的干涉和衍射

3、光的干涉现象——杨氏干涉实验．

（1）引导：只要我们能看到光的干涉现象，就能说明光具有波动性。声波发生干涉听到有些地方强，有些地方弱。光若发生干涉在屏幕上会看到什么现象？

学生回答：会看到有些地方亮有些地方暗（2）杨氏实验

1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到光的干涉现象。请大家参照杨氏实验利用身边的器材进行实验并注意实验中看到的现象。（3）学生实验探究

学生观察到图样的特点：①明暗相间。②亮纹间等距，暗纹间等距。③两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹。

总结：明暗相间的条纹说明了光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象。光发生干涉说明光是一种波。

既然光是一种波，我们就试着用波的理论来解释为什么中央会出现亮条纹？

4、决定条纹间距的条件 衡阳县一中高二物理组

全新课标理念，集体智慧结晶

由于S1和S2发出的两列波到达P0点的路程一样，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P0点。这两列波总是波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，他们在P0点相互加强，因此在P0这里出现了一个亮条纹。

其他点情况如何呢？ ［投影图］

P1点应出现什么样的条纹？

分析：因为俩列波到达P1的路程差为λ，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P1点，他们在P0点相互加强，因此在P0点出现了一个亮条纹。

同理：在P1点的上方还可以找到Δ2=|S1P2-S2P2|=2λ的P2点，Δ3=|S1P3-S2P3|= 3λ的P3点，Δn=|S1Pn-S2Pn|=nλ的Pn点，它们对应产生第2、3、4„条明条纹，还有明条纹的地方吗？在P点下方，与P1、P2等关于P0对称的点也应是明条纹。

［投影下图］那么S1、S2发出的光在Q1点叠加又该如何呢？

分析：在Q1点俩列波的波程差是λ/2,是波峰与波谷相遇,振动步调刚好相反,所以是暗条纹。

衡阳县一中高二物理组

全新课标理念，集体智慧结晶

总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：

亮纹

光程差δ=kλ(k=0，1，2„)． 暗纹：光程差(2k1)

（三）课堂小结

1、托马斯·杨在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验。光的干涉现象用微粒说无法解释，而波动说可做出完善解释，使人们认识到光具有波动性。

2、两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相光，光就加强，如果反相光就减弱，于是产生明暗条纹，其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等。

单色光：亮纹 光程差 δ=kλ(k=0，1，2„)． 暗纹：光程差 (2k1)

（四）布置作业

完成“问题与练习”中的题目。

2(k1,2,3,4..................)

2(k1,2,3,4..................)

第四篇：光的干涉教学设计

篇一：光的干涉教学设计

《光的干涉》教案

【课题】光的干涉 【教学时间】1课时

【教学对象】高三年级学生

【教材】粤教版高中物理选修3-4第四章第4节 【教学内容分析】 1.教材的地位和作用

本节的主要内容是介绍光的属性之一——光的干涉。光的干涉属于近代物理知识，是学生进一步探究光的本性的基础。同时通过建立相位和周期的联系，光程差和相位差的联系，可以培养学生将物理问题数学化，从数学公式中了解物理含义的能力。2.课程标准对本节的要求

观察光的干涉现象。知道产生干涉现象的条件。3.教材内容安排

本节从肥皂泡上的彩色条纹入手，介绍光的干涉现象，利用双缝干涉现象，介绍光的干涉的特征，然后将光的干涉与机械波的干涉进行类比，介绍光产生干涉的条件和光产生干涉明条纹与暗条纹的公式，并将此公式应用于双缝干涉，得出双缝干涉现象中相邻明（或暗）条纹之间的距离公式。最后呼应节首，利用光的干涉知识，分析肥皂泡彩色条纹的成因。4.教材的特点

第一、注重知识间的前后联系和连贯。通过与机械波的干涉的类比，总结光产生干涉的条件及产生明暗条纹的条件。

第二、培养学生将物理问题数学化的能力。

第三、重视物理知识与生活的联系，培养学生从生活中的现象中寻找物理规律的兴趣。5.对教材的处理

光的干涉现象在生活中并不常见，可以通过与学生常见的机械波的干涉现象进行比较与分析，加深学生理解。本节中的“光程差”往往不容易被学生理解，可以通过与“光的传播路程”作比较，利用相位差的概念，将两者联系起来加以说明。通过学生讨论后提出问题，并结合双缝干涉实验、薄膜干涉实验，将抽象问题可视化，培养学生观察分析的能力，提升学生学习物理的兴趣。

【学生情况分析】 1.学生的兴趣

学生具有强烈的好奇心和求知欲，对观察演示实验及动手操作具有极大的兴趣。2.学生的知识基础

学生已经学习过光学的一些基本知识，以及机械波的干涉的相关知识。学生在生活中缺乏对光的干涉现象的直观经验，但是具有对水波、声波等机械波干涉的经验与理论。

学生对于“光程差”不易理解，但对“光的传播路程”和相位差有一定的理解。3.学生的认知特点

高三学生已有一定的自主构建新知识框架的能力，可以从已感知的机械波干涉现象与规律延伸至待认定的光是波的推想。

高三学生已有一定的物理学科方法，如观察与分析实验，假说方法，从现象中归纳规律等。具备了一定的分析问题、解决问题的能力，因此在本节中引导学生从实验中发现问题，找出其解决方法，以理解光的干涉的条件。

【教学目标】 1.知识与技能

（1）了解光的干涉及特点。（2）知道光产生干涉的条件。

（3）会分析薄膜上的干涉条纹及其特点。2.过程与方法

（1）通过光的干涉与机械波的干涉的比较，学会比较分析的方法。（2）通过对光的干涉条件的数学表达式的理解，学会将物理问题数学化，寻求数学问题的物理意义的方法。

（3）培养将所学知识应用于实践的能力。3.情感态度与价值观 通过利用光的干涉公式分析薄膜的实例，让学生学会关心生活中的问题，并应用所学的知识去解决。

【教学重难点】 1.教学重点

了解光的干涉及特点，知道光产生干涉的条件。2.教学难点

理解“光程差”的概念，用波动理论解释光产生明暗条纹的原理。【教学策略设计】 1.教学组织形式

新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节课采用讨论交流的形式，充分调动学生在物理课堂中的主动性，培养学生的合作意识。通过课堂演示实验与学生动手实验相结合，贯穿探究的思想，让学生体验科学家探索科学的乐趣与经历。2.教学方法（1）讨论法

在教师的指导下，学生以小组为单位，围绕光的干涉特点、光产生干涉的条件等中心问题各抒己见，以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。

（2）探究法 教师创设出情景，由学生主动发现并提出问题，并在教师的引导下集中于一或两个问题进行共同讨论。然后通过一系列观察、测量、比较、分析等活动，收集与问题有关的信息资料，形成一个假说并提出解决问题的方案，最后对问题形成一个合理的解释，得出结论或规律。探究法可以使学生更准确地认识客观世界和科学的真实，培养和发展学生从事研究必要的探究能力，掌握科学的思维方法，有利于学生科学概念的形成，并能激发学生学习的兴趣，培养良好的个性品质。

（3）演示法

教师在课堂上通过展示双缝干涉实验，让学生通过观察获得光的干涉现象的感性认识。3.学法指导

“授人以鱼，供一饭之需；授人以渔，则终身受用。”教法的实质是学法，教学过程实质上时学生的学习过程，教学设计实质是学生学习方法的设计。教学过程中学生的认知体验、情感体验以及道德体验决定着教学的最终结果。首先，通过一个薄膜干涉的实验引起学生兴趣，并介绍“微粒说”与“波动说”的交锋，激发学生的好奇心与求知欲。接着，通过演示双缝干涉实验，引导学生讨论光的干涉现象和条件，解决本节的重点。再通过教师与学生交流讨论光的干涉条纹特征，用波动理论解释明暗条纹形成的原理。然后由学生动手实验，自制双缝观察光的干涉现象，并尝试观察和解释复色光源的干涉。最后，由学生讨论分析薄膜干涉的成因及光的干涉在生活中的应用。4.教学媒体设计 【教学流程图】

篇二：光的干涉教案

光的干涉

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）在学生已有几何光学知识的基础上引导学生回顾人类对光的本性的认识发展过程

（2）在复习机械波干涉的基础上使学生了解产生光的干涉的条件和杨氏实验的设计原理。

（3）使学生掌握在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件，并了解其有关计算，明确可以利用双缝干涉的关系测定光波的波长。

（4）通过干涉实验使学生对光的干涉现象加深认识。

2、过程与方法

在教学的主要设置了两 个探究的问题

（1）在机械波产生干涉现象的知识基础上，学生通过自主学习掌握光的干涉条件，在双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的原因及条件。（2）小组合作学习探究相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距与什么因素有关。

3、情感态度价值观

培养学生合作的精神、团队的意识和集体的观念，培养学生循着科学家足迹自主探究科学知识的能力，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。

【教学重点】

（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，掌握干涉图样的特征。

（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件

（3）理解相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距，并能应用这一规律解决实际问题

【教学难点】

(1)对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解(2)理解影响双缝干涉图样中相邻亮条纹(或暗条纹)间距的因素

【教学方法】

类比、实验、分组探究

【教学工具】

ppt课件、玩具激光光源、光栅（双缝）

【教学过程】

课题引入：

引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？ 新课教学：

一、两大学说之争：

在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”

以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”

学生讨论：你赞同谁的观点？并说一说赞同的原因。

二、光的干涉：

（一）假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。

学生回顾：机械波的特有现象——干涉

引导：只要能看到光的干涉现象，就能说明光具有波性

（二）实验探究：

1、我们怎样才能使两列光相遇时发生干涉现象？

演示：两个单独的激光光源相遇

设问：为什么看不到干涉现象？产生干涉现象必须有什么条件？

学史介绍：实际上很难找到两个能相互干涉的光源，一直到1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到了光的干涉。

2、托马斯·杨双缝干涉实验介绍：

介绍实验装置，在挡板上开两条很窄的狭缝，当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝相当于两个完全相同的光源——相干光源。

光的干涉条件：相干光源

3、演示实验：双缝干涉实验

思考：光通过双缝后墙上出现了什么现象？这又说明了什么？

师生小结：光具有波动性

引导学生参阅课本彩图中的双缝干涉图样

小组讨论：光的干涉图样有什么特征？

得出实验现象：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹 设问(现象解释)：你该如何解释光屏上出现的亮条纹（暗条纹）？

光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹？即产生的条件是什么？

小组讨论：形成共识，派代表阐述原因。

光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件： 亮条纹：?s?2n?? 2?暗条纹：?s??2n?1??（n=0、1、2、3„）2（n=0、1、2、3„）引导学生参阅课本彩图，比较三种干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距有什么区别。

过渡：干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距δx到底与哪些因素有关？

4、分组探究：

猜想：影响干涉图样相邻亮条纹（或暗条纹）间距δx的因素

探究方法：控制变量法、归纳法

（1）利用现有实验资料探究：其他条件不变，双缝间距d减小，δx如何改变。学生参阅课本彩图，通过对比分析得出结论。

（2）实验方法和数学方法：其他条件不变，双缝与屏的距离l增大，△x如何变化？ 实验演示，学生观察现象。

多媒体辅助演示：用干涉图样从几何角度可以定性说明l与△x的关系

（3）学生自主探究：其他条件不变，波长λ增大，△x如何变化？

探究工具：几张干涉图样、直尺、两种颜色的记号笔。

小组探究的结果：双缝的间距d越小，屏到挡板间的距离l越大，光的波长λ越大 则相邻两条亮条纹（或暗条纹）的间距δx越大。

（4）理论证明： ?x?

（三）规律应用： 1测光的波长

（1）小组讨论：

你能否根据所学的知识，设计一测量某种可见光波长的方案？

（2）学生代表小结： 由?x?l? d 双缝的间距d，屏到挡板间的距离l，相邻两条亮条纹（或明条纹）的间距δx。

就能知道这种可见光的波长

（3）实例：双缝的间距d=0.18mm，光屏到档板的距离l=90cm，相邻两条亮条纹的间距δx =3.50mm，则此单色光的波长为多少？

（4）各种色光的波长测定及介绍：（光的波长单位往往用纳米）

学生阅读课本表格

小结：红光波长最大，紫光波长最小。因此红光的干涉条纹间距最大，紫光最小。ld?可知：???x，只要测出： dl

2、白光的干涉现象：

如果用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现什么现象？

媒体展示

【复习巩固】

师生回顾本节重点内容

【课后反思】

1、中央亮条纹为什么是白的来两侧的为彩色条纹？

2、两侧彩色条纹的分布有没有规律？红色在外还是紫色在外侧？

【板书设计】

光的干涉

1、干涉条件：相干光源

2、干涉图样：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹

3、图样分析：

（1）光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件： 亮条纹：?s?2n? ?2?暗条纹：?s??2n?1??（n=0、1、2、3„）2（2）相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距：?x?

4、应用：

（1）测波长：?? 【教学反思】

本节课是一堂典型的探究式课堂教学，教学中体现了新课程学习的理念。教学中设置两个探究点，学生在自主学习，合作学习，探究学习的过程中不仅掌握了知识，更重要的是学会了研究问题的方法。在学习的过程中兴趣盎然，积极主动地参与到教学中，从而培养了学习物理的兴趣。

不足是：由于上课时间和器材的限制，实验探究未能让学生主自主研究，而是通过演示替代，另外在学生观察了光的干涉实验后，未能进一步追问这一现象说明了什么？基础差点的同学可能还不能自主地把现象和波动性联系上。今后的教学中就进一步注意细节的把握，努力体现新课改理念，最大限度地增加课堂效益。（n=0、1、2、3„）l? d（2）白光的双缝干涉图样分析：明暗相间的彩色条纹 d?x l 篇三：《光的干涉》教学设计

第二十章 光的波动性

府谷中学 任彦霞

【教材分析】：

光学现象是与人类的生产和日常生活密切相关的．人类在对光学现象、规律的研究的同时，也开始了对光本性的探究．到了17世纪，人类对光的本性的认识逐渐形成了两种学说．

（一）光的微粒说

一般，人们都认为牛顿是微粒说的代表，牛顿于1675年曾提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”．用这样的观点，解释光的直进性、影的形成等现象是十分方便的．

在解释光的反射现象时，同样十分简便．当光射到两种介质的界面时，要发生反射．在解释反射现象时，只要假设光的微粒在与介质作用时，其相互作用，使微粒的速度的竖直分量方向变化，但大小不变；水平分量的大小和方向均不发生变化（因为在这一方向上没有相互作用），就可以准确地得出光在反射时，反射角等于入射角这一与实验事实吻合的结论．

（二）光的波动说

关于光的本性，当时还存在另一种观点，即光的波动说．认为光是某种振动，以波的形式向四周传播，其代表人物是荷兰物理学家惠更斯．他认为，光是由发光体的微小粒子的振动在弥漫于一切地方的“以太”介质中传播过程，而不是像微粒说所设想的像子弹和箭那样的运动．

当然，光的波动说在解释光的直进性时，会在不透明物体后留下清晰的影子等问题也遇到困难．

可见，光的微粒说和波动说在解释光学现象时，都各有成功的一面，但都不能完满地解释当时所了解的各种光学现象．

在其后的100多年中，主要由于牛顿的崇高地位及声望，因而微粒说一直占主导地位，波动说发展很缓慢．人类对光本性的认识，还期待新的现象的发现．直到19世纪初，人们发现了光的干涉现象，进一步研究了光的衍射现象．干涉和衍射是波动的重要特征，从而光的波动说得到迅速发展．人类对光的本性的认识达到一个新的阶段． 人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．这一章我们学习光的波动性。

第一节光的干涉

【教学目标】

一、知识目标

1.认识光的干涉现象及产生光的干涉现象的条件． 2.理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征．

3.知道不同色光在相同条件下发生干涉时条纹间距不同的原因，知道不同的色光频率不同． 4.理解薄膜干涉的原理并解释一些干涉现象．

二、能力目标

通过观察实验现象，与以前学过的机械波的干涉进行类比，培养学生的自主学习的能力以及对问题的分析、推理能力．

三、情感目标

通过“扬氏双缝干涉”实验的学习，渗透科学家认识事物的科学的物理思维方法．

【重点、难点分析】 1.光的干涉条件．

2.如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．

【教学用具】

激光干涉演示仪、cai课件．

【教学方法】

实验探究法

【教学时间】：

【课时安排】：2课时

【教学过程】

第一课时

（一）新课引入

由机械波的干涉现象引入：首先用多媒体演示“水波干涉现象”，并向学生提出问题．

（1）这是什么现象？

（2）是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象？

让学生回答，并让学生描述稳定干涉现象的特征，指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景；一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波特有的现象．要得到稳定干涉现象需是两列频率相同、振动情况相同的波源．

（二）新课教学 1．双缝干涉

（1）光的干涉现象——扬氏干涉实验．

①介绍英国物理学家托马斯·杨，如何认识光，且利用单孔双缝使得一束光成了两个振动情况总是相同的波源，称为相干波源，这同机械波中提到的振源的振动步调相同的要求是一致的．——多媒体展示杨氏实验，鼓励学生在认识事物或遇到问题时，学习杨氏的科学态度，巧妙的思维方法．

②介绍实验装置——双缝干涉仪．

说明双缝很近0．1mm，强调双缝s1、s2与单缝s的距离相等，所以两单缝s1、s2处光的振动不仅频率相同，而且振动情况总是相同．

③演示：

可以用激光源做双缝干涉实验，并使双缝与屏幕的距离加大，这样在屏幕上得到条纹间距离大，更为清晰的明暗相间的图样．

展示双缝干涉图样，让学生注意观察图样，回答图样的特点：

a.明暗相间．b.亮纹间等距，暗纹间等距．c.两缝s1、s2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹．

提出问题：为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论进行解释．

（2）运用波动理论进行分析．

师生共同分析：若光是一种波，平行光的光波会同时到达两狭缝s1、s2，所以从两狭缝s1、s2出来的光不但频率相同，而且振动情况总是相同的，从此发出的光在屏上叠加时，若在某点是波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇，光就加强；若是波峰与波谷相遇，就相互减弱，在屏上出现明暗相间的条纹。

设问：屏幕上出现亮纹、暗纹的条件是什么？ p1 p 在示意图中，两狭缝s1、s2发出来的光不但频率相同，而且振动情况总是相同的，两组半径相同的同心圆表示s1和s2两相干光源向外传播的两列波．实线表示波峰，虚线表示波谷．实线a0、a2、a＇2，a4、a＇4?为加强区域，虚线a1、a＇

1、a3、a＇3?为减弱区域．

小结：通过以上分析振动加强与消弱点的分布是相互间隔的而且是稳定的，得到亮暗间隔的干并且由涉图样．

教师讲解： s1、s2发出来的两列波到达p点的路程又相同，所以这两列波的波峰(或波谷)将同时到达p点,即光程差δ=0，这时两列波总是波峰与波峰（或波谷与波谷）叠加，p点的光波得到加强，这里就出现了一个亮条纹；屏上p1点到s1、s2的距离不相等，若光程差等于半波长奇数倍，就是波峰与波谷相遇，相互减弱，于是这里出现暗条纹.(教师可引导学生继续分析)总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式： 亮纹光程差δ=kλ（k=0，1，2?）．

典型例题——关于相干光的条件

两只相同的灯泡发出的光束相遇()发生干涉现象？（填“能”或“不能”）分析与解答：只有两列相干光相遇，才会产生干涉现象一般光源发出的光．是大量原子跃迁时产生的，由不连续的波列组成，即使频率相同，各波列振动的情况也是无规则地变化的，因此两个独立光源发出的光不是相干光，不会发生干涉现象

【针对性训练】：

在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到彩色的干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时[ c ] a、只有红色和绿色的干涉条纹，其他颜色的条纹消失

b、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 c、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 d、屏上无任何光亮

【思考与讨论】：干涉条纹间距与哪些因素有关．（课本p24）

教师重做双缝干涉实验，让学生注意实验现象，并定性寻找规律．

①改变屏与缝之间的距离l——波长λ不变时l越大，亮纹间距（暗纹间距）越大．

②屏与缝之间距离l不变，用不同的单色光进行实验——波长长的亮纹间距（暗纹间距）大。

第五篇：《光的干涉》教学设计

选修3-4 第5-1节《光的干涉》教学设计

一、教材分析

本节主要讲杨氏双缝干涉原理和相干光源的概念。重点是双缝干涉中波的叠加形成的明暗条纹的条件及判断方法。要把光波的干涉和机械波的干涉联系起来，引用路程差的概念，应用学生已有的波的叠加的知识，分析光屏上明暗条纹的分布规律，即与两个狭缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的路程差是半个波长的奇数倍处出现暗条纹。

二、教学目标

1．知识与技能

◆会观察与描述光的双缝干涉现象，认识单色光双缝干涉条纹的特征。

◆知道单色光双缝干涉亮、暗条纹形成的原理。

◆知道产生光的干涉现象的条件。

2．过程与方法

▲通过对实验观察分析，认识干涉条纹的特征，获得探究活动的体验。

▲尝试运用波动理论解释光的干涉现象。

▲体验观察到光的双缝干涉以支持光的波动说的假说上升为理论的方法。

▲通过机械波的干涉向光的干涉迁移，经历知识同化、抽象建模的物理思维过程。3．情感态度与价值观

●体验探究自然规律的艰辛与喜悦。

●欣赏光现象的奇妙和谐。

●了解光干涉现象的发现对推动光学发展的意义。

三、重点难点

重点：1．观察与描述光的双缝干涉现象。

2．双缝干涉中波的叠加形成的明暗条纹的条件及判断方法。难点：用波动理论解释明暗相间的干涉条纹。

四、教具准备：

⑴实验装置：激光器，双缝干涉演示仪 ⑵多媒体课件：水波干涉的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理示意图，PPT课件、多媒体动画等。

五、教学过程

在光的折射一课中，从实验中得出的折射定律sin1sin2n21与从惠更斯原理得出的结论形式一致，是否可以推测光可能是一种波？

学生思考与交流后得到：如果光是一种波，则要有波的特征现象作实验支持。干涉是波特有的现象，一切波都能发生干涉，因此可以用光是否具有干涉现象来判断光是不是一种波。

复习提问：（课件展示下列问题及右图）

右图是两列水波某时刻干涉的示意图，S1、S2是振动情况总是相同的波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，直线OO是S1S2的中垂线，在此时刻介质中a点为两波谷叠加，b点为波峰与波谷叠加，c点为两波峰叠加，d点是处于某种中间状态的叠加。问：a、b、c、d中哪些是出现振动加强的地方，哪些是出现振动减弱d 地方，哪些是出现振动加强和减弱的中间过渡状态？（一般情况下，学生能顺利回答a、c两点是振动加强的点，b点是振动减弱的点，对于d点可能会出现争议。教师可做如下引导）

设问：b点位于什么位置呢？ 学生答：略

（教师进一步引导学生分析）既然S1S2到d点的路程差为零，根据波动理论，两波源在d点处激起的振动总是一致的，虽然该时刻是中间状态的叠加，但两列波在d点处

第 1 页 的叠加，激起d点的振动的振幅（教师强调是振幅最大，而非位移最大，即使是振动加强的点，也有位移为零的时候）仍为最大，故d点还是振动加强的地方。

（屏幕展示“水波干涉”的视频，通过已有知识的迁移让学生走进光的双缝干涉）

让学生观察并描述稳定水波干涉现象的特征：即出现振动总是加强和振动总是减弱的区域，且加强区和减弱区互相间隔的现象；指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的结果；强调要得到稳定干涉图样需要两波源的振动情况完全相同．

一、波的特征现象之一 ——干涉 现象——振动加强与减弱的区域确定 条件——两列波的频率相同（必要条件）

设问1：预期的光（例如红光）的干涉图样是怎样的？

要求回答：

单色光的干涉现象是明暗相间的条纹．（从机械波迁移至光波）设问2：日常生活中为什么不易看到光的干涉现象？

学生交流后教师总结：要产生光的干涉现象必须要有两个振动情况完全相同的光源，包括频率相同、振动方向相同、相位差恒定。而普通光源发出的光，是大量原子跃迁时发出的，由不连续的波列组成，各波列的相位是无规则变化的，这是由原子发光的特点决定的。因此，两个独立的光源发出的光，即使是频率相同的单色光也不能保持恒定的相位差。

设问3：如何通过实验控制而获得光的干涉现象？

学生交流后教师归纳：实验控制的关键在获取振动情况完全相同的光源，让两个完全相同的“相干光源”发出的光在同一空间叠加，用屏在叠加区域接收，应可得到预期的现象。1801年英国的托马斯·杨想出了一个巧妙的办法，把一个点光源发出的一束光分成两束，从而找到了“两个振动情况总是相同的波源”，如愿以偿的观察到了光的干涉现象。因为他设计的巧妙，双缝干涉实验被评为十大美丽物理实验之一（排第五名，多媒体投影如右图）。

二、双缝干涉实验

1．演示实验、观察现象

（屏幕显示托马斯·杨双缝干涉实验原理示意图，如图1所示，介绍杨氏实验）

教师强调以下两点：单缝的作用是获取单一频率的光源；双缝屏上的两条狭缝离的很近，到前一条狭缝的距离相等，所以两条狭缝处光的振动情况完全相同．说明杨氏最初的实验所用的不是狭缝，而是小孔，后来，他发现改用狭缝后干涉图样更加明亮，于是后人把他的实验叫做双缝干涉实验。杨氏实验成功获得亮暗相间的干涉图样，证明光的确是一种波。

（教师采用激光作为光源演示双缝干涉实验）

教师操作：⑴打开激光器，直接把激光打到后背的墙（光屏）上（易观察）．要求学生说出观察到的现象——激光沿直线传播，打到墙上是一个亮斑。

⑵在激光器前加一双缝，让学生再观察实验现象，并引导学生描述观察到的现象。

学生活动：①在加双缝前，请一学生来观察双缝，因为双缝间距太小，大约0.1mm左右，一般很难看出是双缝，可以让其他同学帮助想办法，如将双缝屏迎着光去看便可看出。

②仔细观察实验现象，并描述加双缝前、后在光屏上观察到的现象：光到达屏上的范围比不加双缝时大了；屏上出现了明（红）暗相间的条纹；条纹间距相等；还可以请刚才观察双缝的学生说出，明暗相间的条纹走向与双缝的方向平行。

教师设问：请同学们根据刚才的观察，归纳双缝干涉图样的特征。

学生讨论后回答：⑴亮暗相间的条纹；⑵ 条纹间距相等；⑶ 光到达的范围比“直线传播”的大。

第 2 页 教师设问：为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论解释光的干涉现象。

三、比较推理、分析现象

我们可以仿照机械波的干涉，用波动理论来分析屏上明暗条纹的分布情况： ⑴中央明条纹(课件投影右图)S1、S2到P0点距离相同，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P0点，在这一点，两列波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加，他们在P0点相互加强，因此这里出现明条纹。

⑵第一亮条纹

S1、S2到P1点距离不相同，S2到P1的距离比S2到P1的距离大一个波长。所以当S1的波峰(或波谷)到达P1点时，S2的波峰(或波谷)也到达P1点。在这一点，两列波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加，他们在P1点相互加强，因此这里也出现明条纹。

⑶第一暗条纹

S1、S2到Q1点距离不相同，S2到Q1的距离比S2到Q1的距离大半个波长2。所以当S1的波峰(或波谷)到达Q1点时，S2的波谷(或波峰)也到达Q1点。在这一点，两列波的波峰与波谷叠加，他们在Q1点相互减弱，因此这里出现暗条纹。

教师设问：同学们能否自己归纳一下屏上出现明条纹或者暗条纹的一般条件呢？

学生思考讨论后得出结论：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹。即产生亮暗条纹条件表达式：

亮纹：光程差k(k0、1、2……)

暗纹：光程差(2k1)2(k1、2、3……)

为了巩固理解干涉的稳定性，教师课播放多媒体动画(右图为该动画的截图，本动画可以逐帧播放，动画每播放一帧，波向前传播一个周期，由动画可以清晰看出干涉加强的位置每一时刻都是加强的，而减弱的位置每一时刻都是减弱的。)

教师设问：在上面的分析中，屏上位于P(中央明纹位置)和Q1(第一暗纹位置)之间的某一点是明纹还是暗纹呢？

学生茫然„„

教师指出：其实，我们刚才讨论的所谓振动加强点，实际上应该是振动最强的点，该点振幅最大(等于两列波的振幅之和)，而振动减弱的点实际上是振动最弱的点，该点振幅最小(等于两列波的振幅之差)。像这样的点我们称为明条纹中心位置或暗条纹中心位置。大家从干涉图样上可以看出明条纹到暗条纹是逐渐过渡过去的。(这是学生理解上的难点，此时教师再用多媒体投影干涉图样，让学生仔细观察，加深体会。)思考题：试着推导出明条纹(暗条纹)中心位置的表达式。(为下一节的实验打下基础)本题在教师的指导下师生共同完成。

四、相干光源

如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫做相干光源。（全课总结、提升）

1．托马斯·杨在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验．光的干涉现象是微粒说无法解释的，使人们认识到光具有波动性。

第 3 页 2．两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时，如果同相光就加强，如果反相光就减弱，于是产生亮暗条纹，其特征是在中央亮纹两侧对称地分布着亮暗相间的各级干涉条纹，且相邻亮纹和相邻暗纹的间距相等。

3．亮暗相间条纹反映光的能量在空间分布情况。暗条纹处光能量几乎是零，表明两列光波叠加彼此相互抵消，这并不是光能量损耗了或变成其它形式能量，而是按波的传播规律，没有能量传到该处；亮条纹处的光能量比较强，光能量增加，也不是光的干涉可以产生能量，而是按波的传播规律，到达该处的能量比较集中。

五、作业设计

1．课本练习1、2、3并预习:用双缝干涉测量光的波长。2．例举生活中见过的光的干涉现象。

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