第一篇:江苏省2011届高三物理一轮教案:光的干涉
江苏省2011届高三物理一轮教案
光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象
一、知识点梳理
1、光的干涉现象:
频率相同,振动方向一致,相差恒定(步调差恒定)的两束光,在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。
(1)产生干涉的条件:
①若S1、S2光振动情况完全相同,则符合图16-1-1 r2r1现亮条纹; Lxn,(n=0、1、2、3„)时,出dL
②若符合r2r1dx(2n1)2,((n=0,1,2,3„)出现暗条纹。时,相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距为xd。(2)熟悉条纹特点
中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。
2. 用双缝干涉测量光的波长
原理:两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Δx=lλ/d 测波长为:λ=d·Δx /l
(1)观察双缝干涉图样:
只改变缝宽,用不同的色光来做,改变屏与缝的间距看条纹间距的变化 单色光:形成明暗相间的条纹。
白光:中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的,而不同色光的波长不同,在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下,光波的波长越长,各条纹之间的距离越大,条纹间距与光波的波长成正比。各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹,故各色光重合为白色。
(2)测定单色光的波长:
L 1 / 6 双缝间距是已知的,测屏到双缝的距离l,测相邻两条亮纹间的距离x,测出n个亮纹间的距离a,则两个相邻亮条纹间距:
3.光的色散:
a xn1不同的颜色的光,波长不同在双缝干涉实验中,各种颜色的光都会发生干涉现象,用不同色光做实验,条纹间距是不同的,说明:不同颜色的光,波长不同。含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。
各种色光按其波长的有序排列就是光谱。
从红光→紫光,光波的波长逐渐变小。4.薄膜干涉中的色散现象
如图:把这层液膜当做一个平面镜,用它观察灯焰的像:是液膜前后两个反射的光形成的,与双缝干涉的情况相同,在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光,所走的路程差不同。
在某些位置叠加后加强,出现了亮纹,在另一些位置,叠加后相互削弱,于是出现了暗纹。注意:
关于薄膜干涉要弄清的几个问题:(1)是哪两列光波发生干涉;(2)应该从哪个方向去观察干涉图样;(3)条纹会向哪个方向侧移
5.应用
(1)照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。
(2)检查工件表面是否平整。
/ 6 6.光的衍射现象
光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。
产生明显衍射的条件:障碍物或孔(缝)的尺寸与波长可比(相差不多)或更小。
单色光单缝衍射图象特点:中央条纹最宽最亮,两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。
应用:用衍射光栅测定光波波长。
二、精选例题:
【例1】在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时(C)
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其它颜色的双缝干涉条纹依然存在
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
【例2】(如图所示).单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,则可观察到的图象是
(A)
【例3】如图(a)所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置,滤光片
/ 6 的作用是_____,单缝的作用是_______________,双缝的作用是______________,单缝和双缝之间的方向关系是_______________.某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图2),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图3中游标卡尺的示数为__________mm.图4游标卡尺的示数为_______________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是______________,所测单色光的波长为___________m.
图a
答案:获得单色光,产生线光源,产生相干光源,平行,11.5mm,16.7mm,减小实验误差,6.5×10-7.
【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图16-1-4所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜,当光垂直入射后,从上往下看的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等(2)任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定;现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹:(A)
A.变疏
图甲
图乙
B.变密
C.不变
D.消失
/ 6 【例5】如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的(C)
A.a的上表面、b的下表面
B.a的上表面、b的上表面
C.a的下表面、b的上表面
D.a的下表面、b的下表面D.【例6】现代光学装置中的透镜,棱镜的表面常涂上一层薄膜(一般用氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时,可以大大减少入射光的反射损失,从而增强透射光的强度,这种作用是应用了光的(C)A.色散现象
B.全反射现象
C.干涉现象
D.衍射现象
(举一反三)、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?
【例7】(2001年全国高考)在如图中所示,A、B两幅图是由单色光 分别入射到圆孔而成成的的图像,其中图A是光的 衍射
(填干涉或衍射)图像,由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径
小于
(填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径。
图A
图B
/ 6 【例8】在双缝干涉实验中,如果将双缝中的一条挡住,其它都不改变,那么在光屏上观察到的现象将是
(答案C)
A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是亮纹的亮度变暗了
B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹,只是由于挡住一条缝,所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹,另一半区域内将没有干涉条纹
C.仍然有明暗相间的条纹,只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了
D.由于只有单缝,不能形成相干光源,所以不会发生光的干涉现象,光屏上将没有任何条纹出现
【例9】.如右图所示,L为水平放置的点亮的8w日光灯,T为一藤椅的竖直靠背,横藤条与日光灯管平行,竖藤条相互垂交织,它们之间是透空方格,P是与藤条靠背平行的白屏。现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移,从屏上将依次看到(答案C)A.横藤条的影,横竖藤条的影 B.竖藤条的影,横竖藤条的影
C.横竖藤条的影,竖藤条的影,没有藤条的影 D.横竖藤条的影,横藤条的影,没有藤条的影
/ 6
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:s2n2暗条纹:s2n1(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xL 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:s2n 2暗条纹:s2n1(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 dx L 4
第三篇:江苏省2011届高三物理一轮复习教案【机械振动】要点
江苏省 2011届高三物理一轮专练 机械振动 教学目标: 1.掌握简谐运动的动力学特征和描述简谐运动的物理量;掌握两种典型的简谐运动模型 ——弹簧振子和单摆。掌握单摆的周期公式;了解受迫振动、共振及常见的应用
2.理解简谐运动图象的物理意义并会利用简谐运动图象求振动的振幅、周期及任意时刻 的位移。
3.会利用振动图象确定振动质点任意时刻的速度、加速度、位移及回复力的方向。教学重点:简谐运动的特点和规律
教学难点:谐运动的动力学特征、振动图象 教学方法:讲练结合,计算机辅助教学 教学过程:
一、简谐运动的基本概念 1.定义
物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振 动,叫简谐运动。表达式为:F =-kx(1简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说,在研究简谐运动时所说 的位移的起点都必须在平衡位置处。
(2回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。
(3 “平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置 所受的合外力不一定为零。(如单摆摆到最低点时,沿振动方向的合力为零,但在指向悬点方 向上的合力却不等于零,所以并不处于平衡状态
(4 F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合 力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。
2.几个重要的物理量间的关系
要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻(或某一位置的位移 x、回复力 F、加速度 a、速度 v 这四个矢量的相互关系。
(1由定义知:F ∝ x ,方向相反。(2由牛顿第二定律知:F ∝ a ,方向相同。(3由以上两条可知:a ∝ x ,方向相反。
(4 v 和 x、F、a 之间的关系最复杂:当 v、a 同向(即 v、F 同向,也就是 v、x 反向 时 v 一定增大;当 v、a 反向(即 v、F 反向,也就是 v、x 同向时, v 一定减小。
3.从总体上描述简谐运动的物理量
振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围, 用振幅 A 来描述;在时间上则用周期 T 来描述完成一次全振动所须的时间。
(1振幅 A 是描述振动强弱的物理量。(一定要将振幅跟位移相区别,在简谐运动的振 动过程中,振幅是不变的而位移是时刻在改变的
(2周期 T 是描述振动快慢的物理量。(频率 f =1/T 也是描述振动快慢的物理量周期由 振动系统本身的因素决定,叫固有周期。任何简谐运动都有共同的周期公式:k m T π2=(其
中 m 是振动物体的质量, k 是回复力系数,即简谐运动的判定式 F =-kx 中的比例系数,对于弹 簧振子 k 就是弹簧的劲度,对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了。
二、典型的简谐运动 1.弹簧振子(1周期 k m T π2=,与振幅无关,只由振子质量和弹簧的劲度决定。(2可以证明,竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动,周期公式也是 k m T π2=。
这个结论可以直接使用。(3在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力;在竖直方向上振动的弹簧振 子的回复力是弹簧弹力和重力的合力。
【例 1】 有一弹簧振子做简谐运动,则(A.加速度最大时,速度最大 B.速度最大时,位移最大 C.位移最大时,回复力最大 D.回复力最大时,加速度最大
解析:振子加速度最大时,处在最大位移处,此时振子的速度为零,由 F =mg =ma ,越往下弹力越大;在平衡位置以上, 弹力小于重力, mg-F=ma, 越往上弹力越小。平衡位置和振动的振幅大小无关。因此振幅越大, 在最高点处小球所受的弹力越小。极端情况是在最高点处小球刚好未离开弹簧,弹力为零, 合力就是重力。这时弹簧恰好为原长。
(1最大振幅应满足 kA=mg, A =k mg(2小球在最高点和最低点所受回复力大小相同,所以有:F m-mg=mg, F m =2 mg 【例 4】弹簧振子以 O 点为平衡位置在 B、C 两点之间做简谐运动.B、C 相距 20 cm.某 时刻振子处于 B 点.经过 0.5 s,振子首次到达 C 点.求:(1振动的周期和频率;(2振子在 5 s内通过的路程及位移大小;
(3振子在 B 点的加速度大小跟它距 O 点 4 cm处 P 点的加速度大小的比值.解析:(1设振幅为 A ,由题意 BC =2A =10 cm ,所以 A =10 cm.振子从 B 到 C 所用时 间 t =0.5s.为周期 T 的一半,所以 T =1.0s;f =1/T =1.0Hz.(2振子在 1个周期内通过的路程为 4A。故在 t =5s =5T 内通过的路程 s =t/T×4A =200cm.5 s 内振子振动了 5个周期, 5s 末振子仍处在 B 点,所以它偏离平衡位置的位移大小 为 10cm.(3振子加速度 x m k a-=.a ∝ x ,所以 a B :a P =x B :x p =10:4=5:2.【例 5】一弹簧振子做简谐运动.周期为 T A.若 t 时刻和(t +△ t 时刻振子运动速度的大小相等、方向相反,则 Δt 一定等于 T /2的 整数倍
D.若 t 时刻和(t+△ t 时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则 △ t 一定等于 T 的 整数倍
C.若 △ t =T /2,则在 t 时刻和(t-△ t 时刻弹簧的长度一定相等 D.若 △ t =T ,则在 t 时刻和(t-△ t 时刻振子运动的加速度一定相同
解析:若 △ t =T /2或 △ t =nT-T /2,(n =1, 2, 3....,则在 t 和(t +△ t 两时刻振子 必在关于干衡位置对称的两位置(包括平衡位置 ,这两时刻.振子的位移、回复力、加速度、速度等均大小相等, 方向相反.但在这两时刻弹簧的长度并不一定相等(只有当振子在 t 和(t-△ t 两时刻均在平衡位置时,弹簧长度才相等.反过来.若在 t 和(t-△ t ,两时刻振子 的位移(回复力、加速度和速度(动量均大小相等.方向相反,则 △ t 一定等于 △ t =T /2的奇数倍.即 △ t =(2n-1 T /2(n =1, 2, 3„.如果仅仅是振子的速度在 t 和(t +△ t , 两时刻大小相等方向相反,那么不能得出 △ t =(2n 一 1 T /2,更不能得出 △ t =nT /2(n =1, 2, 3„.根据以上分析.A、C 选项均错.若 t 和(t +△ t 时刻,振子的位移(回复力、加速度、速度(动量等均相同,则 △ t =nT(n =1, 2, , 3„ ,但仅仅根据两时刻振子的位移相同,不能得出 △ t =nT.所以 B 这项 错.若 △ t =T ,在 t 和(t +△ t 两时刻,振子的位移、回复力、加速度、速度等均大 小相 等方向相同, D 选项正确。
2.单摆。
(1单摆振动的回复力是重力的切向分力,不能说成是重力和拉力的合力。在平衡位置 振子所受回复力是零,但合力是向心力,指向悬点,不为零。
(2当单摆的摆角很小时(小于 5°时,单摆的周期 g l T π2=,与
摆球质量 m、振幅 A 都无关。其中 l 为摆长,表示从悬点到摆球质心的距离,要区分摆长和摆线长。
(3小球在光滑圆弧上的往复滚动,和单摆完全等同。只要摆角足够小, 这个振动就是简谐运动。这时周期公式中的 l 应该是圆弧半径 R 和小球半径 r 的差。
(4摆钟问题。单摆的一个重要应用就是利用单摆振动的等时性制成摆钟。在计算摆钟 类的问题时, 利用以下方法比较简单:在一定时间内, 摆钟走过的格子数 n 与频率 f 成正比(n 可以是分钟数,也可以是秒数、小时数„„ ,再由频率公式可以得到: l l g f n 121 ∝=∝π
【例 6】 已知单摆摆长为 L ,悬点正下方 3L /4处有一个钉子。让摆球做小角度 摆动,其周期将是多大? 解析:该摆在通过悬点的竖直线两边的运动都可以看作简谐运动,周期分别为 g l T π21=和 g l T π=2,因此该摆的周期为 :g l T T T 23222 1 π =+= 【例 7】 固定圆弧轨道弧 AB 所含度数小于 5°,末端切线水平。两个相同的小球 a、b 分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑,比较它们到达轨道底端所用的时间和动能:t a __t b , E a __2E b。
解析:两小球的运动都可看作简谐运动的一部分, 时间 都等于四分之一周期,而周期与振幅无关,所以 t a = t b;从
图中可以看出 b 小球的下落高度小于 a 小球下落高度的一 半,所以 E a >2E b。
【例 8】 将一个力电传感器接到计算机上,可以测量
快速变化的力。用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上 拉力大小随时间变化的曲线如右图所示。由此图线提供的信 息做出下列判断:① t =0.2s 时刻摆球正经过最低点;② t =1.1s 时摆球正处于最高点;③摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小;④摆球摆动的周 期约是 T=0.6s.上述判断中正确的是 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 解析:注意这是悬线上的拉力图象,而不是振动图象.当摆球到达最高点时,悬线上的 拉力最小;当摆球到达最低点时,悬线上的拉力最大.因此①②正确.从图象中看出摆球到 达最低点时的拉力一次比一次小,说明速率一次比一次小,反映出振动过程摆球一定受到阻 力作用,因此机械能应该一直减小.在一个周期内,摆球应该经过两次最高点,两次最低点, 因此周期应该约是 T=1.2s.因此答案③④错误.本题应选 C.三,简谐运动的图象 1.简谐运动的图象:以横轴表示时间 t,以纵轴表示位移 x,建立坐标系,画出的简谐运 动的位移——时间图象都是正弦或余弦曲线.2.振动图象的含义:振动图象表示了振动物体的位移随时间变化的规律.3.图象的用途:从图象中可以知道:(1任一个时刻质点的位移(2振幅 A.(3周期 T(4速度方向:由图线随时间的延伸就可以直接
看出(5加速度:加速度与位移的大小成正比,而方向总与位移方向相反.只要从振动图象 中认清位移(大小和方向随时间变化的规律,加速度随时间变化的情况就迎刃而解了 点评:关于振动图象的讨论(1简谐运动的图象不是振动质点的轨迹.做简谐运动质点的轨迹是质点往复运动的那 一段线段(如弹簧振子或那一段圆弧(如下一节的单摆.这种往复 往复运动的位移图象.就是 往复 以 x 轴上纵坐标的数值表示质点对平衡位置的位移.以 t 轴横坐标数值表示各个时刻,这样在 x—t 坐标系内,可以找到各个时刻对应质点位移坐标的点,即位移随时间分布的情况——振 动图象.(2简谐运动的周期性,体现在振动图象上是曲线的重复性.简谐运动是一种复杂的非 匀变速运动.但运动的特点具有简单的周期性,重复性,对称性.所以用图象研究要比用方 程要直观,简便.简谐运动的图象随时间的增加将逐渐延伸,过去时刻的图形将永远不变, 任一时刻图线上过该点切线的斜率数值代表该时刻振子的速度大小 大小.正负表示速度的方向, 大小 正时沿 x 正向,负时沿 x 负向.【例 9】 劲度系数为 20N/cm 的弹簧振子,它的振 动图象如图所示,在图中 A 点对应的时刻 A.振子所受的弹力大小为 0.5N,方向指向 x 轴的 负方向
B.振子的速度方向指向 x 轴的正方向 C.在 0~4s 内振子作了 1.75 次全振动 D.在 0~4s 内振子通过的路程为 0.35cm,位移为 0 解析:由图可知 A 在 t 轴上方,位移 x=0.25cm,所以弹力 F=-kx=-5N,即弹力大 小为 5N,方向指向 x 轴负方向,选项 A 不正确;由图可知过 A 点作图线的切线,该切线与 x 轴的正方向的夹角小于 90°,切线斜率为正值,即振子的速度方向指向 x 轴的正方向,选项 B 正确.由图可看出,t=0,t=4s 时刻振子的位移都是最大,且都在 t 轴的上方,在 0~4s 内完成两次全振动, 选项 C 错误.由于 t=0 时刻和 t=4s 时刻振子都在最大位移处, 所以在 0~ 4s 内振子的位移为零,又由于振幅为 0.5cm,在 0~4s 内振子完成了 2 次全振动,所以在这 段时间内振子通过的路程为 2×4×0.50cm=4cm,故选项 D 错误.综上所述,该题的正确选项为 B.【例 10】 摆长为 L 的单摆做简谐振动,若从某时刻开始计时,(取作 t=0 ,当振动至 t= 3π 2 L 时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图象是图中的(g 解析:从 t=0 时经过 t = 3π 2 L 3 3 时间,这段时间为 T ,经过 T 摆球具有负向最大速 4 4 g 3 4 度,说明摆球在平衡位置,在给出的四个图象中,经过 T 具有最大速度的有 C,D 两图,而 具有负向最大速度的只有 D.所以选项 D 正确.四,受迫振动与共振 受迫振动与共振 1.受迫振动
物体在驱动力(既周期性外力作用下的振动叫受迫振动.⑴物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关.⑵物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定:两者越接近,受迫 振动的振幅越大,两者相差越大受迫振动的振幅越小.2.共振
当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振.要求会用共振解释现象,知道什么情况下要利用共振,什么情况下要防止共振.(1利用共振的有:共振筛,转速计,微波炉,打夯机,跳板跳水,打秋千……(2防止共振的有:机床底座,航海,军队过桥,高层建筑,火车车厢…… 【例 11】 把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛 子一个驱动力,这就做成了一个共振筛.不开电动机让这个筛子自由振动时,完成 20 次全振 动用 15s;在某电压下,电动偏心轮的转速是 88r/min.已知增大电动偏心轮的电压可以使其 转速提高,而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期.为使共振筛的振幅增大,以下做 法正确的是 A.降低输入电压 C.增加筛子质量 B.提高输入电压 D.减小筛子质量 解析:筛子的固有频率为 f 固=4/3Hz,而当时的驱动力频率为 f 驱=88/60Hz,即 f 固< f 驱.为 了达到振幅增大,应该减小这两个频率差,所以应该增大固有频率或减小驱动力频率.本题 应选 AD.【例 12】 一物体做受迫振动,驱动力的频率小于该物体的固有频率.当驱动力的频率 逐渐增大时,该物体的振幅将:(A.逐渐增大 B.先逐渐减小后逐渐增大;C.逐渐减小 D.先逐渐增大后逐渐减小 解析:此题可以由受迫振动的共振曲线图来判断.受迫振动中物体振幅的大小和驱动力频率与系统固有频率之差有关.驱动力的频率越接近系统的固有频率,驱动力与固有频率的差值越小,作受迫振动的振子的振幅就越大.当外加 驱动力频率等于系统固有频率时,振动物体发生共振,振幅最大.由共振曲线可以看出, 当驱动力的频率小于该物体的固有频率时,增大驱动力频率,振幅增大,直到驱动力频率等 于系统固有频率时,振动物体发生共振,振幅最大.在此之后若再增大驱动力频率,则振动 物体的振幅减小.所以本题的正确答案为 D.【例 13】如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有 a,b,c, d,e 五个单摆,让 a 摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸面 的平面内振动;接着其余各摆也开始振动.下列说法中正确的有:
(A.各摆的振动周期与 a 摆相同 B.各摆的振幅大小不同,c 摆的振幅最大 C.各摆的振动周期不同,c 摆的周期最长 D.各摆均做自由振动 解析:a 摆做的是自由振动,周期就等于 a 摆的固有周期,其余各摆均做受迫振动,所以 振动周期均与 a 摆相同.c 摆与 a 摆的摆长相同,所以 c 摆所受驱动力的频率与其固有频率 相等,这样 c 摆产生共振,故 c 摆的振幅最大.此题正确答案为 A,B.
第四篇: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(2k1)
(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 (2k1)
(四)布置作业
完成“问题与练习”中的题目。
2(k1,2,3,4..................)
2(k1,2,3,4..................)
第五篇:高三物理一轮复习计划
高三物理一轮复习计划
一指导思想
按照学校的要求以及本届高三学生的基础掌握情况,物理一轮复习遵循以下原则:紧扣考纲、立足课本和2015届一轮复习资料、夯实基础、培养学生基础知识基本技能,狠抓希望生,立足中等题,培养学生细致、规范、严谨的解题思想,为2015年高考的胜利打下坚实的基础。
二、教学目标
通过第一轮复习,使学生更深层次地掌握高中物理的基本概念和基本规律,构建起一个合理、科学的知识结构,扫除知识的盲点和死角,使学生的分析、归纳、综合能力逐渐提升,提高学生解容易题和中档题能力,为第二轮知识整合的专题训练打下好的基础。
三、复习安排
1.时间安排
从2014年8月20开始,进入第一轮复习,复习资料为“步步高讲义”和配套的课时发展训练,辅以自编的阶段测试卷。复习过程,按知识章节,逐章复习,力争2015年1月底完成第一轮复习。
2.教师以及学生情况
本届高三年级理科共有17个班,其中6到15班,20、21班为理科平行班,16到19班为理科实验班,物理教师共有9人,中一5人,中二4人,人员配比相对比较年轻。
3.具体措施
(一)抓好物理组常规教研、科研工作:
1、要提高教学质量,则首先要抓好教师备课关,“细备课、精备课”,“备教材、备教法、备实验、备学生、备反馈”。要求教师课前花功夫多,课中运用现代教育技术思想、手段多,充分利用多媒体现代化教学手段,引导学生积极思维,参与教学机会多,课外有针对性地指导学生多,课中讲课少而精、课后布置作业少而精,转变“学会”为“会学”。
2、继续组织好每周一次的教研活动和备课组活动,具体时间为每周二下午,做到内容落实、时间保证,确定每人至少组内开公开课一次,并做好评课、议课,每位教师留下详细记载和学习心得。
3、多交流,共提高,要求组内每位教师按学校要求每周至少听课1节,以老带新,取长补短,充分挖掘潜力
4、收集本组教师对教学工作的意见和要求,并向校领导反映、汇报教研活动及学科教学工作情况。
5、做好月考、期中考和期末考的评卷工作,并认真组织实施月考、期中、期末考的考试质量分析,并认真进行组内教学小结,使全组成员的教学业绩在研究中前进。
6、按照教导处、教科处的要求,有计划地了解、掌握学生的学习情况,定期抽查学生作业,了解作业质量,难易程度和学生完成作业,教师批改情况,并及时反馈。
(二)抓好对目标学生的培养
1、思想上要高度重视,充分认识到目标学生培养的重要性,树立全局观念,确保真正把目标学生培养落到实处。
2、对目标学生进行学法指导。学习方法是非常关键的因素,特别是对物理学科而言。学无定法,要认真全面分析每个目标学生的知识水平和个性差异,帮助目标学生确立自己最适宜的学习方法,并不断调整、改进,提高目标学生的学习效率。
3、对目标学生的成绩与能力提出明确要求,使目标学生复习物理有明确的奋斗目标,逐步提高物理学科能力。
4、个别辅导,因材施教,发现目标学生在复习中存在的问题,并及时分析解决,通过个别辅导了解学生复习中遇到的难点、疑点,并帮助他们解决。
5、建立目标学生物理成绩档案,对成绩不理想、波动大的同学,帮助其找出原因,促其稳步提高。
(三)作好教学中基本工作
1、抓好各环节落实,注重实效。
第一轮复习各单元按“读、讲、练、考、评、补”顺序进行,各环节要目的明确,确保实效,实施中层层推进,环环相扣。
“读”是在学生对“考纲”要求、知识结构掌握的基础上有目的、有针对性地研究教材,通过学生精读,使学生全面系统地复习所有的知识点,达到知识在头脑中的“再现”,并把“考纲”中要求识记的内容记忆于脑。(为防止学生读书不深入,不仔细,无目的性,走马观花,读后就忘,要求学生看书后完成复习资料中的“填一填”。)
“讲”是教师在学生对基础知识已初步掌握的基础上,了解摸透学生对本单元知识存在的疑点、难点。根据学生提出的问题,有针对性地组织 题精讲,重在强化对知识的理解,不可过深过难。讲解要突出思维过程,注重思想、方法的归纳提炼,克服重结论轻过程的不良习惯,引导学生注意知识点间的联系,注意对思想、方法、物理模型等进行归类,逐步培养学生的知识迁移能力。(教师要参考复习资料中的“讲一讲”。)
“练”分为专题练习和综合练习两种。专题练习要有针对性,讲什么练什么,并进行改变情景、改变条件、改变设问角度的变式练习,增强学生的知识迁移能力。综合练习要全面覆盖单元所有知识点,“全面练,重点讲”。练习题要有所筛选,增强其针对性、应用性,要以低、中档题为主,以掌握巩固知识,提高学生物理学科能力和培养学生创新意识为目的,避免训练盲目拔高,与学生实际水平脱节。(“练一练”)
“考”是教师了解学生复习效果的主渠道之一,也是锻炼学生应试能力所必须的。该环节要注意题量、题型、背景,尽量接近高考,全面考查高考要求的知识点,每单元至少要进行一次检测。
“评”是高三复习中重要的教学环节。讲评课要以学生出错多的知识点为突破口,要分析错因,讲评要重点讲、归类讲、变式讲,不要面面俱到。
“补”就是通过考试发现复习中漏掉的重要知识和出现错误较多、掌握不牢的知识点,及时点拨、讲解,进行补偿性测试。
2、合理安排各环节时间,提高课堂教学效果。
根据各章内容、数量、特点,要合理安排各环节时间,体现“学为主体、教为主导”的原则。学生读练时间要占各章(单元)总复习时间的三分之二。讲一般安排2-3课时,讲评一般安排1-2课时。
3、充分调动学生学习积极性,激发学生学习兴趣。
复习中各个环节都要注意充分发挥学生作用,调动其复习积极性,引发学生积极思考,总结归纳,掌握方法,提高能力,要鼓励学生多提问题,把复习遇到的难点、疑点真实地反映出来,确保教师讲课有的放矢。
四.一轮复习中防止出现以下几个问题
1、复习无计划,复习程序乱。一般表现为:
(1)时间安排不当,或前紧后松、或前松后紧、或过快、或过慢。
(2)复习无稳定的程序,学生无所适从。
2、讲课无新意,详略不得当,重结论轻过程。其表现为:
(1)把复习课上成压缩的新授课,讲授不改变形式,疑点把握不准,平均用力,引不起学生共鸣,难以调动学生的积极性。
(2)只讲概念规律的结论,不讲来龙去脉,学生理解知识不深,不准确,不透彻,知识不能迁移。
3、对高考要求把握不准。其表现为:
(1)个别知识点挖得过深、过难。
(2)训练题目过程理想化,且过于繁、难。
4、解题不少,能力不高。其表现为:
(1)就题论题,而不是就题论法,过分强调题目结论,思维过程被压缩,不对解题思维过程进行提炼、归纳,就难以形成能力,思想方法就难以灵活迁移。
(2)题目重复过多,增加学生负担,效率不高。
五、具体要求
(1)按照学校教学领导组要求,每位教师要做完2014年各地高考题,认真研究教学大纲、考试大纲和教材以及近几年的高考试题及评价报告,领会其精神,熟悉各个知识点的要求和能力层次,把它准确落实到实践中—备课、命题、上课作业及检测辅导中。
(2)认真备课,要求各位教师严格以“步步高讲义”为主要教辅资料,读懂考案,精心选择例题,对于考案中某些重难点习题较少的章节,一定要补充相关习题。同时严格落实每章的测试训练,并作好分数统计和试卷分析。
(3)注重复习备考中的细节,第一:要求对于实验班,从一轮复习开始做好解题的规范式训练,以每周做至少一道题的规范训练,帮助学生规范解题的步骤,完善解题细节。第二:作好每次单元测试的数据分析,尽量作好同没有考好学生的心理疏导,作到每个星期能找1到2个学生沟通。
(4)集体备课,分工协作,精心挑选各地各类训练试题
加强集体备课,搞好集体研究,通过集体备课来发挥群体优势,有效提高教学质量,我们的做法是,每章安排一位教师负责,在复习每一章前,共同讨论复习章节重点、难点及高考中经常出现的题型、物理思想方法,要集思广益,反复推敲各知识要点的复习、典型例题的讲解和练习题的收集、设置等。采取网络加参考资料的方式,分工协作,在网络上收集、在各类资料上寻找我们所需要的训练习题。选择的习题要满足:
①能较好地加强对课本中基本概念的理解,加强对基本规律的应用,做到既能较好地复习“双基”,又能提高学生的能力;
②能弥补课本上和复习资料上的不足但不超纲;
③有一定的代表性,能代表一类的习题,有一定的拓展空间,便于教师在使用过程中进行拓展、延伸和归类;
④能体现物理方法和物理思想,通过训练后能让学生灵活应用物理方法解决同类习题,提炼出重要的物理思想。