小學健康的教案
發(fā)表時間:2020-11-02波的衍射。
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準備的人。準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助高中教師提高自己的教學質量。您知道高中教案應該要怎么下筆嗎?為此,小編從網(wǎng)絡上為大家精心整理了《波的衍射》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
§10-4波的衍射
【教學目的】
1、知道波的反射和折射現(xiàn)象
2、知道波的衍射現(xiàn)象
3、知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件
4、知道衍射是波特有的現(xiàn)象
【教學重點】
衍射現(xiàn)象、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件
【教學難點】
發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象條件的理解
【教學方法】
實驗歸納法、電教法、講練法
【教具】
發(fā)波水槽、擋板、投影儀
衍射照片掛圖
【教學過程】
○、復習&引入
1、學生思考:在空氣中波長為3.4m的聲波,進入水中,其頻率為Hz,波長為m(已知聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,在水中的傳播速度為1450m/s)
答:100;14.5。
波由一種界質進入另一種界質,除了頻率不變外,波長和波速都發(fā)生了變化,其傳播的方向會不會發(fā)生變化?
2、素材展示:“聞其聲而不見其人”、水波能繞過水面的蘆葦,這些現(xiàn)象說明——波一定是直線傳播的嗎?
答:波常常能繞過障礙物傳播。
今天,我們就來研究波的這些特性。
一、波的反射和折射
素材:對著高山大喊,會出現(xiàn)回聲;超聲波使用原理…
1、波的反射:波遇到兩種界質的分界面時,一部分會返回來繼續(xù)傳播。
波在反射時,遵從反射定律;機械波的反射定律和光的反射定律基本相同。
學生列舉波的反射的事例…
過渡:我們剛才已經(jīng)提到,波遇到界質的分界面,會傳播到另一種界質中去,且波速、波長均發(fā)生變化。不僅如此,事實還證明,只要不是波的入射方向剛好垂直分界面,其進入另一界質后的傳播方向也會發(fā)生變化。我們把這種現(xiàn)象稱為——
2、波的折射:波從一種界質進入另一種界質時,傳播方向會發(fā)生改變的現(xiàn)象。
波在發(fā)生折射時,遵從折射定律;機械波的折射定律和光的折射定律基本相同……以后在幾何光學中再做詳細介紹。
(機械波折射的感性事例比較難找。)
根據(jù)能量守恒,反射波的能量和折射波的能量之和應等于入射波的能量,所以我們說,入射波的一部分波反射,一部分折射,而且,這兩種現(xiàn)象是同時發(fā)生的。
二、波的衍射
演示:a、水波繞過擋板繼續(xù)傳播。
b、水波穿過小孔繼續(xù)傳播。
1、波的衍射:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。
學生思考:a、如果障礙物是擋板,波繞過大的擋板較容易,還是繞過小的擋板較容易?
b、如果障礙物是小孔,波繞過大孔較容易,還是繞過小孔較容易?
實踐是檢驗真理的唯一標準。我們繼續(xù)看——
演示:a、水波繞過不同大小的擋板,衍射效果比較。
b、水波繞過不同大小的孔,衍射效果比較。
學生總結結論:不論障礙物是擋板還是小孔,只有它們的線度較小時,衍射現(xiàn)象才會明顯。
當然,精確的實驗研究并不是我們這樣的時間條件和空間條件所能夠達到的,科學家們經(jīng)過了更加高水準的實驗之后,得出了——
2、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
這個結論不僅適用于機械波,也適用于電磁波。
設問:對于這個“條件”的理解,同學們覺得最不好把握的是哪一個表述呢?
學生:“相差不多”
教師對“相差不多”進行歸口表述…。
這一結論和我們觀察到的實驗現(xiàn)象是一致的…課件照應。
有了這樣的結論,我們還可以做一些定量的照應——見教材P55,正確解釋“聞其聲而不見其人”的現(xiàn)象……
四、小結
本節(jié)我們學習了三部分內容:簡單介紹了波的反射和折射現(xiàn)象、講了什么是波的衍射、明確了波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
最后還需要指出的是,如果明顯衍射的條件不滿足,衍射仍然在發(fā)生,只是不容易觀察和檢測到而已。
目前為止,人們還沒有發(fā)現(xiàn)粒子運動能夠繞過障礙物的現(xiàn)象,所以,衍射是波這種運動所具有的特征,我們今后會根據(jù)這一點(能否發(fā)生衍射)來區(qū)分是粒子運動還是波動。這也是我們必須對衍射要有所了解的原因。
五、作業(yè)布置
閱讀教材;
《優(yōu)化設計》P47第2、3、4、5題,做在書上。
【板書設計】
注意“教學過程”的灰色部分,即是板書計劃。
【教后感】
粗線條設計比較成功?!胺瓷渑c折射”知識的添加使本堂課的容量恰到好處,也可以彌補后面(講波的應用時)的知識空洞。
演示實驗安排很合理,有條不紊。
唯有一處趕到不“停當”:障礙物尺寸相同時,改變波長的衍射研究沒有進行,只是口頭上介紹了一番。
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高二物理教案:《波的衍射》教學設計
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編為大家整理的“高二物理教案:《波的衍射》教學設計”,相信您能找到對自己有用的內容。
高二物理教案:《波的衍射》教學設計
教學目標
1、知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.
2、知道衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象.
3、通過觀察水波的衍射現(xiàn)象,認識衍射現(xiàn)象的特征.
教學建議
本節(jié)重點是理解發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,了解一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,且僅有明顯與不明顯之分.一般來說,波長大的波容易產(chǎn)生衍射,波長十分小的波,觀察它的衍射現(xiàn)象就不容易了.
例如:將一只小瓶立于水波槽中,在槽中激發(fā)水波,若想在瓶子后面看到水波繞進的現(xiàn)象,激發(fā)水波的振子振動頻率大些好還是小些好?為什么?
當障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多時,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象;由于瓶子的直徑已確定,故水波的波長越長越好,所以,激發(fā)水波的振子振動頻率越小越好, 越小,水波的 越大, 就更接近瓶子的直徑,衍射現(xiàn)象就越明顯.
請教師參考下列表中的概念
項目
波的衍射
備注
概念
衍射是波離開直線傳播的位置繞到障礙物后的現(xiàn)象.
衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象,一切波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象
產(chǎn)生明顯衍射條件
障礙物或小孔 的尺寸比波長小或能與波長相比較.
產(chǎn)生的原因
波疊加的結果
實例
隔墻有耳
> 教學設計示例> 教學重點:波的衍射
教學難點:產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件的理解
教學方法:實驗討論法
教學儀器:水槽演示儀,長條橡膠管,計算機多媒體
教學過程:
引入新課:我們向平靜的湖面上投入一個小石子,可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋,并向周圍傳播.當波紋遇到障礙物后會怎樣?請學生思考、想象、猜測.(本節(jié)課就要通過對現(xiàn)象的觀察,對其進行初步解釋.)
一、波的衍射
1、波的衍射現(xiàn)象:
首先觀察水槽中水波的傳播:圓形的水波向外擴散,越來越大.然后,在水槽中放入一個不大的障礙物,觀察水波繞過障礙物傳播的情況.由此給出波的衍射定義.
讓學生仔細觀察演示現(xiàn)象.因為演示實驗的不穩(wěn)定,所以再用計算機多媒體演示衍射現(xiàn)象.
請學生思考討論后給出定義,教師請學生回答并板書.
波繞過障礙物的現(xiàn)象,叫做波的衍射.
引導學生觀察:在水槽中放入一個有孔的障礙物,水波通過孔后也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象——衍射現(xiàn)象.再請學生看教材中的插圖,解釋“繞過障礙物”的含義.
2、發(fā)生明顯波的衍射的條件:
在前面觀察的基礎上,引導學生進行下面的觀察:
①在不改變波源的條件下,將障礙物的孔由較大逐漸變小.可以看到波的衍射現(xiàn)象越來越明顯.
②引導學生思考障礙物的大小變化也會引起上述現(xiàn)象嗎?
由此得出結論:障礙物越小,衍射現(xiàn)象越明顯.
③在不改變障礙物大小的條件下,使水波的波長逐漸變大或逐漸變小.請學生回答是否也出現(xiàn)上述現(xiàn)象.
引導學生得出結論:當障礙物的大小與波長相差不多時,波的衍射現(xiàn)象較明顯.
(教師板書) 發(fā)生明顯衍射的條件是:障礙物或孔的大小比波長小,或者與波長相差不多.
最后告訴學生:波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象.(只有明顯與不明顯)
二、應用
請學生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的衍射現(xiàn)象,舉例說明:
例1、俗話說:“隔墻有耳”:是聲波的衍射現(xiàn)象,既聲音繞過障礙物到了耳朵.
例2、水波的衍射現(xiàn)象.
例3、在房間中可以接受到收音機和電視信號,是電磁波的衍射現(xiàn)象> > > 探究活動
讓學生自己動手回家做衍射實驗和觀察聲音的衍射現(xiàn)象.
第三節(jié)波的干涉和衍射教案
第三節(jié)波的干涉和衍射教案
三維教學目標
1、知識與技能
(1)知道波的疊加原理,知道什么是波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣;
(1)知道什么是波的衍射現(xiàn)象,知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件;
(2)知道干涉現(xiàn)象、波的衍射現(xiàn)象都是波所特有的現(xiàn)象。
2、過程與方法:
3、情感、態(tài)度與價值觀:
教學重點:波的疊加原理、波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣、波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
教學難點:波的干涉圖樣
教學方法:實驗演示
教學教具:長繩、發(fā)波水槽(電動雙振子)、音叉
(一)引入新課
大家都熟悉“聞其聲不見其人”的物理現(xiàn)象,這是什么原因呢?通過這節(jié)課的學習,我們就會知道,原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時會產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象,這就是波的衍射。
(二)進行新課
波在向前傳播遇到障礙物時,會發(fā)生波線彎曲,偏離原來的直線方向而繞到障礙物的背后繼續(xù)轉播,這種現(xiàn)象就叫做波的衍射。
1.波的衍射
(1)波的衍射:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。
哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象?(在水塘里,微風激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)募毿〉恼系K物,會繞過它們繼續(xù)傳播。)
實驗:下面我們用水波槽和小擋板來做,請大家認真觀察。
現(xiàn)象:水波繞過小擋板繼續(xù)傳播。將小擋板換成長擋板,
重新做實驗:
現(xiàn)象:水波不能繞到長擋板的背后傳播。這個現(xiàn)象說明發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關。
(2)衍射現(xiàn)象的條件
演示:在水波槽里放兩快小擋板,當中留一狹縫,觀察波源發(fā)出的水波通過窄縫后怎樣傳播。
第一、保持水波的波長不變,該變窄縫的寬度(由窄到寬),觀察波的傳播情況有什么變化。觀察到的現(xiàn)象:在窄縫的寬度跟波長相差不多的情況下,發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播。(參見課本圖10-26甲)
在窄縫的寬度比波長大得多的情況下,波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播一樣,在擋板后面留下了“陰影區(qū)”。(參見課本圖10-26乙)
第二、保持窄縫的寬度不變,改變水波的波長(由小到大),將實驗現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上??梢钥吹剑涸谡p不變的情況下,波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯。
將課本圖10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上,它們是做衍射實驗時拍下的照片。甲中波長是窄縫寬度的3/10,乙中波長是窄縫寬度的5/10,丙中波長是窄縫寬度的7/10。
通過對比可以看出:窄縫寬度跟波長相差不多時,有明顯的衍射現(xiàn)象。
窄縫寬度比波長大得多時,衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長相比非常大時,水波將直線傳播,觀察不到衍射現(xiàn)象。
結論:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波的特有現(xiàn)象。
2、波的疊加
我們有這樣的生活經(jīng)驗:將兩塊石子投到水面上的兩個不同地方,會激起兩列圓形水波。它們相遇時會互相穿過,各自保持圓形波繼續(xù)前進,與一列水波單獨傳播時的情形完全一樣,這兩列水波互不干擾。
3、波的干涉
一般地說,振動頻率、振動方向都不相同的幾列波在介質中疊加時,情形是很復雜的。我們只討論一種最簡單的但卻是最重要的情形,就是兩個振動方向、振動頻率都相同的波源所發(fā)出的波的疊加。
演示:在發(fā)波水槽實驗裝置中,振動著的金屬薄片AB,使兩個小球S1、S2同步地上下振動,由于小球S1、S2與槽中的水面保持接觸,構成兩個波源,水面就產(chǎn)生兩列振動方向相同、頻率也相同的波,這樣的兩列波相遇時產(chǎn)生的現(xiàn)象如課本圖10-29所示。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢?我們可以用波的疊加原理來解釋。
課本圖10-30所示的是產(chǎn)生上述現(xiàn)象的示意圖。S1和S2表示兩列波的波源,它們所產(chǎn)生的波分別用兩組同心圓表示,實線圓弧表示波峰中央,虛線圓弧表示波谷中央。
某一時刻,如果介質中某點正處在這兩列波的波峰中央相遇處[課本圖10-30所示中的a點],則該點(a點)的位移是正向最大值,等于兩列波的振幅之和。經(jīng)過半個周期,兩列波各前進了半個波長的距離,a點就處在這兩列波的波谷中央相遇處,該點(a點)的位移就是負向最大值。再經(jīng)過半個周期,a點又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣,a點的振幅就等于兩列波的振幅之和,所以a點的振動總是最強的。這些振動最強的點都分布在課本圖10-30中畫出的粗實線上。
某一時刻,介質中另一點如果正處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處[課本圖10-30中的b點],該點位移等于兩列波的振幅之差。經(jīng)過半個周期,該點就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇處,再經(jīng)過半個周期,該點又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處。這樣,該點振動的振幅就等于兩列波的振幅之差,所以該點的振動總是最弱的。如果兩列波的振幅相等,這一點的振幅就等于零。這就是為什么在某些區(qū)域水面呈現(xiàn)平靜的原因。這些振動最弱的點都分布在課本圖10-30中畫出的粗虛線上。可以看出,振動最強的區(qū)域和振動最弱的區(qū)域是相互間隔開的。
頻率相同的波,疊加時形成某些區(qū)域的振動始終加強,另一些區(qū)域的振動始終減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔,這種現(xiàn)象叫做波的干涉(inerference)。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
只有兩個頻率相同、振動方向相同的波源發(fā)出的波,疊加時才會獲得穩(wěn)定的干涉圖樣,這樣的波源叫做相干波源,它們發(fā)出的波叫做相干波。不僅水波,一切波都能發(fā)生干涉,干涉現(xiàn)象是一切波都具有的重要特征之一。
演示:敲擊音叉使其發(fā)聲,然后轉動音叉,就可以聽到聲音忽強忽弱。這就是聲波的干涉現(xiàn)象。
(1)做波的干涉:頻率相同的波,疊加時形成某些區(qū)域的振動始終加強,另一些區(qū)域的振動始終減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
(2)特點:干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象。
(3)產(chǎn)生條件:兩列波的頻率必須相同。
光的衍射
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,教師要準備好教案,這是教師需要精心準備的。教案可以更好的幫助學生們打好基礎,幫助教師能夠更輕松的上課教學。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供光的衍射,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
選修3-4第十三章第5節(jié)光的衍射
一、教材分析
《光的顏色色散》是人教版高中物理選修3-4第13章第五節(jié)的教學內容,主要認識光的衍射以及衍射光柵的原理。
二、教學目標
1、知識目標
(1)通過實驗觀察,讓學生認識光的衍射現(xiàn)象,知道發(fā)生明顯的光的衍射現(xiàn)象的條件,從而對光的波動性有進一步的認識.
(2)通常學習知道“幾何光學”中所說的光沿直線傳播是一種近似規(guī)律.
2、能力目標
(1)通過討論和對單縫衍射裝置的觀察,理解衍射條件的設計思想.
(2)在認真觀察課堂演示實驗和課外自己動手觀察衍射現(xiàn)象的基礎上,培養(yǎng)學生比較推理能力和抽象思維能力.
3、情感、態(tài)度和價值觀目標:
通過“泊松亮斑”等科學小故事的學習,培養(yǎng)學生堅定的自信心、踏實勤奮的工作態(tài)度和科學研究品德.
三、教學重點難點
1、教學重點
單縫衍射實驗和圓孔衍射實驗的觀察以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.
2、教學難點
衍射條紋成因的初步說明.
四、學情分析(根據(jù)個人情況寫)
五、教學方法
1.通過機械波衍射現(xiàn)象類比推理,提出光的衍射實驗觀察設想.
2.通過觀察分析實驗,歸納出產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件以及衍射是光的波動性的表現(xiàn).
3.通過對比認識衍射條紋的特點及變化,加深對衍射圖象的了解.
六、教學用具
JGQ型氦氖激光器25臺,衍射單縫(可調縫寬度),光屏、光柵衍射小圓孔板,兩支鉛筆(學生自備),日光燈(教室內一般都有),直徑5mm的自行車軸承用小鋼珠,被磁化的鋼針(吸小鋼珠用),投影儀(本節(jié)課在光學實驗室進行).
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
復習水波的衍射
[投影水波衍射圖片(試驗修訂本第二冊P14圖10—26,10—27)]
[師]請大家看這幾幅圖片,回憶一下相關內容,回答下面兩個問題:
1.什么是波的衍射?
2.圖10—27中哪一幅衍射現(xiàn)象最明顯?說明原因.
[生1](議論后,一人發(fā)言)波能繞過障礙物的現(xiàn)象叫波的衍射.圖10—27中丙圖衍射最明顯,因為這里的孔寬度最小.
[師]前一個問題回答得很好,后一個問題有沒有同學還有其他看法?
[生2]我認為丙圖中孔的尺寸雖然是最小,但不一定就是發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的原因,我們應該用它跟波長比.
[師]很好,大家一起來說說發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么?
[生總結]障礙物或孔的尺寸比波長小或者跟波長相差不多.
(二)情景導入、展示目標
光的衍射實驗
[師]通過上一節(jié)課光的干涉的學習,我們知道光是具有波動性的,光既然是一種波,那么在傳播過程中也應該具有衍射的現(xiàn)象,大家有沒有見過光的衍射現(xiàn)象呢?能舉出例子嗎?
(學生討論后,一致認為,光波也應有衍射本領,但無法舉出例子)
[師]根據(jù)我們剛才復習的明顯衍射現(xiàn)象的條件,大家說說看,為什么平時我們不易觀察到光的衍射?
[生]可能是因為光波波長很短,而平常我們遇到的障礙物或孔的尺寸比較大,所以不易觀察到光的衍射現(xiàn)象.
[師]很有道理,大家來想想辦法解決這一問題.
(三)合作探究、精講點撥
(學生討論,設計出多種實驗觀察方案,絕大部分著眼于發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,教師加以肯定鼓勵)
[實驗觀察]
安排學生根據(jù)上面的設想,自制單縫和小孔.
1.用單縫觀察日光燈光源.
2.用小孔觀察單色點光源.
[師]請大家認真觀察,然后告訴我你看到的現(xiàn)象.
(學生回答基本上有兩類現(xiàn)象,一是觀察到了單一的一條亮線或一個圓形亮點,二是觀察到比較模糊的明暗相間的線狀或環(huán)狀條紋)
[師]大家做得很認真,有幾位同學已成功地觀察到了光的衍射現(xiàn)象,現(xiàn)在我們再用更好的裝置來一起觀察一下光的衍射現(xiàn)象.
[教師演示]
在不透明的屏上裝有一個寬度可以調節(jié)的單縫,用氦氖激光器照射單縫,在縫后適當距離處放一光屏,如右圖20—19所示.
調節(jié)單縫寬度演示,得出下列結果.
縫寬較寬較窄很窄極窄關閉
屏上現(xiàn)象一條較寬亮線一條較窄亮線亮線變寬、變暗并出現(xiàn)明暗相間條紋明暗條紋清晰、細小條紋消失
[師]請大家將我們的實驗結果與課本圖20—8的幾幅照片比較,總結一下光要發(fā)生明顯的衍射應滿足什么條件.
[生]當狹縫的寬度比波長小或跟波長差不多時,光偏離了直線傳播方向,發(fā)生了明顯的衍射.
光的衍射現(xiàn)象
[師]大家通過實驗觀察看到,光在傳播過程中能離開直線繞過障礙物到達陰影里去,這一現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象.衍射時產(chǎn)生的明暗條紋叫做衍射圖樣.其實,不僅單縫,還有圓孔,多條平行狹縫以及各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射.同機械波的衍射一樣,光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比,甚至比光的波長還小.
[師]下面我們再來觀察一下圓孔和光柵的衍射現(xiàn)象.
(教師演示,將單縫分別換成圓孔和光柵,可以在屏上觀察到清楚的明暗相間的圓環(huán)和清晰的明暗相間的條紋.)
[師]同學們已經(jīng)注意到,在衍射現(xiàn)象中,常有一些亮線和暗線,據(jù)此大家來猜猜原因.
[生]在干涉現(xiàn)象中我們也觀察到明暗相間的條紋,我想這里的道理應該跟在干涉現(xiàn)象中差不多.
[師]猜想有道理.其實在光的衍射現(xiàn)象中,來自單縫或圓孔上不同位置的光,到光屏處的路程差滿足一定的特點,疊加時加強或減弱,形成明暗相間的條紋,這確實跟光的干涉原理是相似的,大家再考慮一下,如果用白光做衍射實驗,條紋會怎樣呢?
[生]條紋應該是彩色的,因為不同色光波長不同,在疊加時形成條紋位置也不一樣,疊合時形成彩色.
[師]回答得非常好,大家明白了嗎?
[生]明白.(教師指導學生用兩支鉛筆并攏觀察日光燈衍射條紋)
光的衍射現(xiàn)象證明光具有波動性
[師]在光的本性認識的歷史上有過一個“泊松亮斑”的故事,請大家來讀一讀.(學生閱讀課文后的“閱讀材料”)
[師]大家想不想看看這個亮斑?
[生]想.
(教師演示,用被磁化的鋼針吸一粒鋼珠,懸起,使激光束與鋼珠球心在同一直線上,圖20—20就能在屏上觀察到鋼珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)
[師]著名數(shù)學家泊松根據(jù)物理學家菲涅耳提出的波動理論推算出圓板陰影的中心應該是一個亮斑,想借此駁倒菲涅耳的波動理論,菲涅耳與阿拉果接受了泊松的挑戰(zhàn),通過多次實驗,發(fā)現(xiàn)圓板中心確有一個亮斑.這樣“泊松亮斑”實驗就成了光的波動理論的精彩驗證.大家從這個故事得到什么啟發(fā).
[生1]實驗對物理研究有重要作用.
[生2]遇到別人的責疑,要冷靜面對,不要輕易放棄自己的立場或觀點.
[生3]科學要堅持真理,實事求是.
(學生的回答很全面,教師要及時肯定鼓勵)
光的衍射圖樣
[師]除了前面實驗觀察到的衍射圖樣外,課本還為我們提供了一些,請大家認真研究和比較,總結它們各自的特點.
(指導學生閱讀課本圖20—10以及首頁彩圖2,并討論干涉、衍射圖樣的異同)
[生]單色光的雙縫干涉圖樣是等距的明暗相間的條紋,亮條紋強度向兩邊逐漸減弱且較慢,單色光的衍射圖樣中間一條亮紋較寬較亮,兩邊是對稱的明暗相間的條紋,亮條紋強度向兩邊逐漸減弱且較快,白光單縫衍射條紋中間是白色的,兩邊是減弱很快的彩色條紋.
[師]總結得很好.
(四)反思總結,當堂檢測。
(五)發(fā)導學案、布置預習。
1.課本練習二(1)(2)
2.課后用太陽光作光源,想出一些辦法觀察衍射現(xiàn)象,描述現(xiàn)象并分析.
九、板書設計
光的衍射
1、實驗自制障礙物觀察光能發(fā)生衍射現(xiàn)象
單縫衍射現(xiàn)象(投影)圓孔衍射
光發(fā)生明顯衍射的條件(投影)
2、光的衍射現(xiàn)象進一步證明光具有波動性
3、光的衍射圖樣
雙縫干涉圖樣特點:等間距、明暗相間、強度向兩邊漸弱
單縫衍射圖象特點:中間較寬較亮,向兩邊對稱漸暗
十、教學反思(根據(jù)實際情況寫)
十一、學案設計(見下頁)
波的圖象
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學生更好的消化課堂內容,幫助教師能夠井然有序的進行教學。所以你在寫教案時要注意些什么呢?以下是小編為大家精心整理的“波的圖象”,希望能對您有所幫助,請收藏。
波的圖象一、教學目標
1.明確波的圖象的物理意義。
2.從波的圖象中會求:
①波長和振幅;②已知波的傳播方向求各個質點的振動方向,或已知某一質點的振動方向確定波的傳播方向;③會畫出經(jīng)過一段時間后的波形圖;④質點通過的路程和位移。
3.明確振動圖象與波動圖形的區(qū)別。
4.掌握波的時間周期性和空間周期性的特點。
二、重點、難點分析
1.重點是明確波的圖象的物理意義;
2.難點是對波的時間與空間周期性的理解與應用。
三、主要教學過程
(一)引入新課
機械波是機械振動在介質里的傳播過程,從波源開始,隨著波的傳播,介質中的大量質點先后開始振動起來,雖然這些質點只在平衡位置附近做重復波源的振動。但由于它們振動步調不一致,所以,在某一時刻介質中各質點對平衡位置的位移各不相同。為了從總體上形象地描繪出波的運動情況,物理學中采用了波的圖象。
(二)教學過程設計
1.波的圖象
在平面直角坐標系中:橫坐標——表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置與參考點的距離。
縱坐標——表示某一時刻各質點偏離平衡位置的位移。
連接各位移矢量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象,如圖1中甲表示某一時刻繩上的一列橫波,乙是它的圖象。
橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似,波的圖象又叫波形圖。縱波的圖象較為復雜,不再深入討論。簡諧波的圖象是一條正弦或余弦曲線。
2.波的圖象的物理意義
波的圖象表示介質中各質點在某一時刻(同一時刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時刻質點振動的位移不同,波形也隨之改變,不同時刻的波形曲線是不同的。圖2中虛線表示經(jīng)過△t時間后的波的形狀和各質點的位移。
從某種意義上講,波的圖象可以看作是“位移對空間的展開圖”,即波的圖象具有空間的周期性;同時每經(jīng)過一個周期波就向前傳播一個波長的距離,雖然不同時刻波的形狀不同,但每隔一個周期又恢復原來的形狀,所以波在時間上也具有周期性。
3.從波的圖象上可獲取的物理信息
例:如圖3所示為一列簡諧波在某一時刻的波的圖象。
求:(1)該波的振幅和波長。
(2)已知波向右傳播,說明A、B、C、D質點的振動方向。
(3)畫出經(jīng)過T/4后的波的圖象。
解:(1)振幅是質點偏離平衡位置的最大位移,波長是兩個相鄰的峰峰或谷谷之間的距離,所以振幅A=5cm,波長λ=20m。
(2)根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程,可以知道質點B開始的時間比它左邊的質點A要滯后一些,質點A已到達正向最大位移處,所以質點B此時刻的運動方向是向上的,同理可判斷出C、D質點的運動方向是向下的。
(3)由于波是向右傳播的,由此時刻經(jīng)T/4后波的圖象,即為此時刻的波形沿波的傳播方向推進λ/4的波的圖象,如圖4所示。
討論:
1.若已知波速為20m/s,從圖示時刻開始計時,說出經(jīng)過5s,C點的位移和通過的路程。
2.若波是向左傳播的,以上問題的答案應如何?
3.從波的圖象可以知道什么?
總結:從波的圖象上可獲取的物理信息是:
(1)波長和振幅。
(2)已知波的傳播方向可求各個質點的振動方向。(若已知某一質點的振動方向也可確定波的傳播方向??梢蕴岢鰡栴},啟發(fā)學生思考。)
(3)經(jīng)過一段時間后的波形圖。
(4)質點在一段時間內通過的路程和位移。
4.例題
一列簡諧橫波在x軸上傳播,圖5所示的實線和虛線分別為t1和t2兩個時刻的波的圖象,已知波速為16m/s。
(1)如果波是向右傳播的,時間間隔(t2—t1)是多少?
(2)如果波是向左傳播的,時間間隔(t2—t1)是多少?
解:(1)從波形上看,t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的
(2)同理,從波形上看,t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的左