高中光的折射教案
發(fā)表時間:2020-11-25由“光的色散”教學(xué)設(shè)計談對教材資源的整合。
由“光的色散”--談對教材資源的整合浙江省紹興縣魯迅中學(xué)趙永才
“課程資源包括教科書、科技圖書、錄像帶、視聽光盤、計算機(jī)教學(xué)軟件、報刊、互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、實驗室、專用教室、實踐基地,以及校外的博物館、展覽館、科技館、公共圖書館、電視節(jié)目、工廠、農(nóng)村、科研院所等。課程資源是決定課程目標(biāo)能否達(dá)成的重要因素之一”。新課程標(biāo)準(zhǔn)凸現(xiàn)了課程資源的重要性,優(yōu)化了課程資源的結(jié)構(gòu),打破教材作為唯一課程資源的局限。課程資源的多樣化,使教材的作用呈相對降低的趨勢。但教材仍是教育學(xué)生、發(fā)展學(xué)生的一種重要載體,是最基本、最重要的課程資源之一,絕不能否認(rèn)教材的重要性和嚴(yán)肅性。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的能力差異、心理特征、課堂反應(yīng)等對教材內(nèi)容進(jìn)行合理的增減、改編、重組,深度挖掘教材中可利用的資源,個性化、創(chuàng)新化地使用教材,從教材內(nèi)容加工的層面來改進(jìn)教材作為課程資源的功能。
一、教學(xué)案例
【課題】
人教版高中《物理》第三冊(必加選)第十九章第四節(jié)“光的色散”。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識與技能
(1)知道棱鏡的概念;
(2)掌握棱鏡對光線的偏折作用;
(3)了解光的色散及物體的顏色等常識;
(4)培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力。
2.過程與方法
(1)經(jīng)歷棱鏡成像特點的探究過程,獲得科學(xué)探究的體驗;
(2)領(lǐng)悟科學(xué)思維方法。
3.情感、態(tài)度和價值觀
(1)通過實際問題的解決發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇與探究欲望;
(2)體驗探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅;
(3)學(xué)會合作與分享。
【教學(xué)用具】
1.實驗器材:分光鏡片、三棱鏡若干個、透射式投影儀、光屏。
2.多媒體課件。
【教學(xué)過程】
(一)創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)疑激趣
1.介紹攝影技術(shù)中的一種多重影像效果
多媒體投影常運(yùn)用此種特殊效果的攝影作品,如圖1所示。拍攝時,在鏡頭前加裝分光鏡片,即可產(chǎn)生這種效果。
2.展示分光鏡鏡片
分光鏡片如圖2所示。投影展示分光鏡的結(jié)構(gòu)模擬圖,如圖3所示。
【問題】分光鏡片是如何產(chǎn)生多重影像效果的?
(二)自主·合作·探究
1.去繁化簡,抽象模型
分析分光鏡片的結(jié)構(gòu)特點,以面為單位分解鏡片,抽象出棱鏡概念。
棱鏡定義:透明材料做成的多面體叫做棱鏡。常用的是橫截面為三角形的棱鏡叫三棱鏡,簡稱棱鏡。
2.聯(lián)想類比,設(shè)計方案
【誘導(dǎo)】從分光鏡片的結(jié)構(gòu)可知:分光鏡片可看作由多個棱鏡組合而成。透徹地分析單個棱鏡的成像規(guī)律,即能揭示分光鏡片產(chǎn)生攝影特效的秘密。
【要求】研究三棱鏡成像規(guī)律的實驗方案。
【自主探究、匯報結(jié)果】學(xué)生自主思考,然后相互交流,提出自己的實驗方案。
【評估】受初中學(xué)習(xí)透鏡成像規(guī)律的影響,學(xué)生設(shè)計的方案中最常見的是光源(如蠟燭)通過三棱鏡在光屏上成像。此方案并不可行,因為三棱鏡成的是虛像,在光屏上無法成像。
【誘導(dǎo)】聯(lián)想測玻璃折射率的實驗中,在玻璃磚的一側(cè)看到另一側(cè)的大頭針的像是位置發(fā)生平移的虛像。通過方法類比、思維遷移,得出實驗方案:通過人眼直接觀察,研究棱鏡的成像規(guī)律。
3.分組實驗,操作觀察
學(xué)生分組,每組一只教學(xué)用的三棱鏡。
【學(xué)生活動】①觀察三棱鏡的結(jié)構(gòu),深化棱鏡的概念;②透過三棱鏡觀察書本上的字或其他物體;③透過三棱鏡觀察光源,如日光燈。
在實驗中為了避免反射成像的干擾,可引導(dǎo)學(xué)生把三棱鏡的一個面用黑布包住或用黑墨水涂黑。
4.討論交流,匯報結(jié)果
①正立;②虛像;③位置向棱鏡頂角方向偏移;④像的邊緣略帶彩色,如觀察的是光源,彩色非常明顯。
5.逐步引導(dǎo),深入論證
【誘導(dǎo)】作光路圖是幾何光學(xué)最基本的研究方法,兩條光線即能確定物體的像。
(1)一條光線通過棱鏡的光路圖
【學(xué)生活動】引導(dǎo)學(xué)生作好光路圖,如圖4所示。
【總結(jié)】棱鏡對光線的控制作用:①通過棱鏡的光線要向棱鏡底面偏折;②棱鏡能改變光的傳播方向,但不改變光束的性質(zhì);③出射光線和入射光線之間的夾角稱為偏折角。偏折角度跟折射率、入射角有關(guān)。www.lvshijia.net
(2)成像光路圖
【學(xué)生活動】引導(dǎo)學(xué)生作點光源通過棱鏡的成像光路圖,如圖5所示。
【總結(jié)】棱鏡的成像規(guī)律:向棱鏡頂角方向偏移的正立虛像。
6.回歸問題,學(xué)以致用
攝影中多重影像效果的分析:
【誘導(dǎo)】分光鏡片是由多個棱鏡組成的,每個面都構(gòu)成一個獨立的三棱鏡或部分三棱鏡,每個棱鏡都會單獨成像。
【問題】分光鏡片分別是圖3中(a)、(b)所示的類型,試分析它們的成像效果。
【回答】(a)將產(chǎn)生三重影像效果;(b)將產(chǎn)生五重影像效果。
7.現(xiàn)象再分析,轉(zhuǎn)換主題
【問題】像邊緣的彩色光帶又是如何形成的呢?
由于光帶模糊,現(xiàn)象不明顯,給探究帶來困難,我們用另一個能產(chǎn)生同樣現(xiàn)象的實驗來代替研究。
8.類似實驗,強(qiáng)化現(xiàn)象
【驗示】白光色散實驗。此實驗一般用太陽光做實驗用光,但受天氣影響,在沒有太陽光的情況下,可用下面的替代實驗,效果也很理想。用透射式投影儀作光源,拆下投影儀中的反光鏡,把三棱鏡用支架固定,使三棱鏡與投影儀相距適當(dāng)距離,平行地放在投影儀上,轉(zhuǎn)動三棱鏡至合適位置,在墻上能成一條清晰的彩色光帶。
9.分析論證,規(guī)律總結(jié)
【學(xué)生活動】①對實驗現(xiàn)象經(jīng)過觀察、交流、總結(jié):在彩色光帶中從頂角到底面依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫;②引導(dǎo)學(xué)生作出各色光通過棱鏡的光路圖,如圖6所示。
【總結(jié)】①單色光:不能分解為其他顏色的光,稱為單色光。復(fù)色光:由若干種單色光合成的光叫做復(fù)色光。光的色散:把復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散。
②如表1所示。
二、案例分析
本案例通過以下幾個方面的加工創(chuàng)新,構(gòu)成一個探究式學(xué)習(xí)的課堂教學(xué),充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
1.教材內(nèi)容的問題化
現(xiàn)代教學(xué)論研究指出,從本質(zhì)上講,感知不是學(xué)習(xí)產(chǎn)生的根本原因,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的根本原因是問題。沒有問題也就難以誘發(fā)和激起求知欲;沒有問題,感覺不到問題的存在,學(xué)生也就不會去深入思考,那么學(xué)習(xí)也就只能是表層和形式的。
本案例以攝影中的多重影像效果如何實現(xiàn)作為探究問題,并以此問題為主線貫穿整個教學(xué)過程:首先是提出問題,一個源于生活的問題能激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的探究愿望,從而使學(xué)生積極主動地投入學(xué)習(xí);然后是分割問題,依次分析解決單條光線通過棱鏡的光路、單個棱鏡的成像、分光鏡片(多個棱鏡的組合)的成像,由易至難、逐步深入、逼近主題直至問題的解決。在問題的解決過程中深入本節(jié)學(xué)生需要掌握的知識:棱鏡的概念、棱鏡對光線的控制作用、棱鏡的成像特點,這樣處理教材是完全符合學(xué)生的認(rèn)識特點的。
“提出問題有時比解決一個問題還要重要”。本案例中通過三棱鏡成像實驗來培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,在實驗觀察中學(xué)生往往只能提出三棱鏡成一位置偏向頂角的正立像,而忽視一個重要的問題:像的邊緣有彩色光帶。光的色散即以此問題為線索展開。
通過學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè),將教材內(nèi)容以問題化的形式呈現(xiàn)給學(xué)生,把學(xué)習(xí)過程看成提出問題、分析問題和解決問題的過程,這就是教材內(nèi)容的問題化處理。
2.教材內(nèi)容的操作化
本案例積極引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”、“用中學(xué)”,讓學(xué)生通過積極參與和探究活動,通過主體的體驗來實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。
提出三棱鏡成像規(guī)律的問題后分組實驗,讓學(xué)生自主觀察書本上的字透過三棱鏡后所成像的特點,獲得親身經(jīng)歷和感性認(rèn)識,然后是小組交流、討論分析。使學(xué)生不僅用腦思考,而且用眼去看,用嘴去說,用手去做,即自己去親身經(jīng)歷。這不僅是理解知識的需要,更是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)活力的需要。
科學(xué)探究絕不會一帆風(fēng)順,在體驗成功喜悅的同時,也必須讓學(xué)生體會到探索的艱辛。學(xué)生在設(shè)計三棱鏡成像實驗時常會想到光源、棱鏡和光屏的實驗裝置。多一步曲折,就多一點教訓(xùn),通過這個挫折能使學(xué)生深記虛像的觀察方法。
操作化地處理教材,在操作過程中,學(xué)生體驗到的不管是成功還是失敗,都能增進(jìn)學(xué)生掌握正確分析事物的科學(xué)方法,逐步樹立科學(xué)的信念和主張。
3.教材內(nèi)容的最優(yōu)化
根據(jù)教材內(nèi)容的特點,學(xué)生的知識差異、能力差異、興趣差異,可以對內(nèi)容進(jìn)行選擇、重組。教材中色散部分的內(nèi)容是通過觀察白光經(jīng)教學(xué)用分光鏡所形成的光譜來引入的,考慮到:分光鏡本身就是一個較為復(fù)雜的儀器,儀器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性降低了學(xué)生對實驗的興趣、對實驗現(xiàn)象的信任度;大部分學(xué)校不可能讓學(xué)生每人一臺分光鏡來觀察操作;分光鏡操作復(fù)雜。所以案例中對這個實驗經(jīng)行選擇性地刪減,取而代之的是兩個器材簡單、操作簡便、現(xiàn)象明顯的實驗:一是通過三棱鏡觀察物體邊緣的色帶,可以更明顯地觀察光源如日光燈的邊緣;二是投影儀作光源,把三棱鏡置于其上,墻壁上會出現(xiàn)一條明顯的彩色光帶。
教材內(nèi)容的最優(yōu)化處理還體現(xiàn)在教學(xué)用具的選擇上。如用多媒體投影多重影像的攝影作品、分光鏡片的實物投影等。
相關(guān)知識
光的顏色、色散
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13.4光的顏色色散【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識與技能
1.知道不同顏色的光,波長不同。
2.知道什么是色散,了解什么是光譜。
3.通過實驗初步認(rèn)識薄膜干涉現(xiàn)象,了解其應(yīng)用。
4.知道光線通過棱鏡時的光路,認(rèn)識折射時的色散現(xiàn)象。
5.知道不同色光在同一介質(zhì)中傳播速度不同;知道同一介質(zhì)對紅光的折射率最小,對紫光的折射率最大。
(二)過程與方法
經(jīng)歷不同物理過程中光的色散現(xiàn)象的探究過程,了解色散在生活中的應(yīng)用。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過自然界中的光現(xiàn)象——虹霓的教學(xué)及色散現(xiàn)象的教學(xué)激發(fā)學(xué)生對大自然的熱愛以及對自然之謎的求知欲望。
【教學(xué)重點】
1.薄膜干涉的成因,干涉時的色散。
2.棱鏡對光線的作用,折射時的色散。
【教學(xué)難點】
薄膜干涉的成因,干涉時的色散。
【教學(xué)方法】
復(fù)習(xí)提問,理論分析,實驗探究,多媒體輔助教學(xué)
【教學(xué)用具】
多媒體電腦及投影裝置,酒精燈一盞,金屬圈一個,大燒杯一個,適量肥皂液(或洗衣粉液),少量食鹽,牛頓環(huán),凸透鏡,三棱鏡若干。
【教學(xué)過程】
(一)引入新課
師:在雙縫干涉現(xiàn)象中,明暗條紋出現(xiàn)的位置有何規(guī)律?
生:當(dāng)屏上某點到兩個狹縫的路程差Δ=2n,n=0、1、2…時,出現(xiàn)明紋;當(dāng)Δ=(2n+1),n=0、1、2…時,出現(xiàn)暗紋。
師:干涉條紋的間距與光的波長之間有何定量關(guān)系?
生:Δx=λ
師:上節(jié)課我們利用上式測量了光的波長,并觀察了各種色光的干涉圖樣。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)光的顏色和色散的知識。
(二)進(jìn)行新課
1.光的顏色色散
師:上節(jié)課我們觀察了各種色光的干涉圖樣,用紅光做實驗,條紋間距最大,用紫光做實驗,條紋間距最小,光的顏色不同,條紋間距不同,又因為干涉條紋的間距與光的波長成正比,我們可以得出什么結(jié)論?
生:不同顏色的光,波長不同。
師:大家還記得我們在用白光照射雙縫時得到的干涉圖樣是怎樣的?
生:彩色的條文。
師:(投影白光的雙縫干涉條紋)怎樣解釋這種現(xiàn)象呢?
(學(xué)生積極討論,氣氛熱烈,從討論中基本能掌握了原因)
生:不同色光波長不同,條紋寬度不同,紅光條紋最寬;紫光條紋最窄,所以出現(xiàn)上面現(xiàn)象。
師:解釋得好。白光干涉圖樣也說明白光是由多種色光組成的,在發(fā)生干涉時白光被分解了。含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象,稱為光的色散。
師:含有多種顏色的光被分解后,各種色光按照波長的長短依次排列成彩色光帶,就是光譜。
[投影課本61頁表1和太陽的光譜。]
師:在各種色光中,波長最長的是什么光?波長最短的是什么光?
生:波長最長的是紅光,波長最短的是紫光。
師:頻率最小的是什么光?頻率最大的是什么光?
生:頻率最小的是紅光,頻率最大的是紫光。
師:除雙縫干涉實驗外,還有一種干涉現(xiàn)象能夠觀察到光的色散。這就是薄膜干涉。
2.薄膜干涉中的色散
教師演示:點燃酒精燈,在火焰中灑些氯化鈉,使火焰發(fā)生黃光.把圓環(huán)豎直地插入肥皂溶液中,慢慢向上提起形成薄膜,豎直放好,將大燒杯罩住圓環(huán),減小蒸發(fā),以延長演示時間,便于全體觀察。將酒精燈移到膜前,調(diào)整好位置,在酒精燈同側(cè)觀察到肥皂膜上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。
師:怎樣解釋這一現(xiàn)象呢?請大家思考下面幾個問題:
[投影圖20—12及以下問題]
①肥皂膜有幾個面可以反射燈焰的光?
②這些面反射回來的光有沒有路程差,如有,它們有什么特點?
③這些反射光是不是相干光?
生1:膜前后兩表面均可反射光。
生2:因為肥皂膜厚度不同,所以不同位置處的反射光路程差不同,有的地方可能是半波長的奇數(shù)倍,有的地方可能是半波長的偶數(shù)倍。
生3:兩表面的反射光線來源于同一光線,振動情況一定相同,是相干光。
師:三位同學(xué)回答得非常好,大家能弄清薄膜干涉的原因嗎?
生:能。
師:好,請大家把自己的想法與課本61頁最后一段的分析比較一下。
(學(xué)生閱讀、理解。教師準(zhǔn)備演示牛頓環(huán)實驗)
師:大家分析得很好,我再加一個實驗,獎勵大家。
(演示牛頓環(huán)實驗,直接投影在白色墻上,墻上出現(xiàn)了牛頓環(huán)反射光干涉形成的一組明暗相間的同心圓,將屏移到環(huán)的另一側(cè),這里可將裝置調(diào)整,同樣可以觀察到與反射干涉條紋互補(bǔ)的一組同心明暗相間的圓環(huán))
師:感興趣的同學(xué)課后抽時間自己來實驗,深入研究它,同學(xué)們也能給我找點例子嗎?
(學(xué)生討論,思考)
生:水面上的油膜好像也能反射光線,形成明暗相間的條紋。
師:好,同學(xué)們課后去認(rèn)真觀察一下,看來干涉現(xiàn)象在我們生活中是見過的,我們真是“視而不見”,“相逢未必曾相識”,生活中有許多現(xiàn)象,看似很普通尋常,卻常常蘊(yùn)含著很深的科學(xué)道理,同學(xué)們要多觀察、多思考、多探究。
師:課本62頁給大家介紹了一個干涉現(xiàn)象在技術(shù)上的應(yīng)用實例,我們一起來看看。
[學(xué)生閱讀62頁“科學(xué)漫步”――用等傾法檢查平整度。并思考文后的問題。投影下圖引導(dǎo)學(xué)生分析]
師:有興趣的同學(xué)可以在我們所掌握的知識基礎(chǔ)上進(jìn)行更進(jìn)一步的探究。我這里為大家提供兩個課題,大家可以到圖書館或上網(wǎng)查閱相關(guān)資料,然后確立課題進(jìn)行研究。
(1)照相機(jī)、攝像機(jī)的鏡頭大多是淡紫色的,為什么?
(2)全息照相是怎么回事?
3.折射時的色散
教師出示若干個棱鏡(大約十幾個)給學(xué)生傳著看,讓學(xué)生知道什么是棱鏡。
(講解棱鏡對光線的作用)
a.在黑板上畫出棱鏡的截面如圖,讓一個學(xué)生到黑板上畫出光線從空氣入射到AC面時的折射光和從棱鏡進(jìn)入空氣時在AB面上的折射情況。
b.用氦氖激光器發(fā)出的紅光做光源,實驗演示驗證一下同學(xué)畫的對不對。
c.歸納結(jié)論——光在棱鏡的兩個側(cè)面發(fā)生折射時,每次折射都使光線向棱鏡的底面偏折。
d.讓學(xué)生猜想出入射光的偏折程度可能與哪些因素有關(guān)。
生:與折射率有關(guān)。
e.入射光方向不變,若折射率比原來大,再讓一位學(xué)生畫出此時光線的兩次偏折情況。得出折射率越大,偏折越大的結(jié)論。
師:剛才我們是用紅光做的實驗。如果讓一束白光通過棱鏡你能想象出將是什么樣的嗎?
生1:還是白色。(其他學(xué)生猶豫)
師:猜的不是完全沒有道理。因為剛才紅光折射后出來時還是紅光嘛。但還是讓我們用實驗來驗證一下,這樣心里才踏實對不對?
(1)實驗演示白光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象。
(2)再讓學(xué)生用發(fā)給他們的棱鏡對著太陽光轉(zhuǎn)動??稍诮淌覊Ρ谏峡吹锦r艷的彩色光帶。
師:通過棱鏡后,偏折程度最小的是什么光?
生:紅光。
師:偏折程度最大的是什么光?
生:紫光。
師:實驗說明了什么道理?
生:同種介質(zhì)對波長不同的光,折射率不同。波長越小,折射率越大。
師:大家還記得折射率與波速的關(guān)系嗎?
生:
師:從公式能夠得出結(jié)論:在同一種介質(zhì)中,不同波長的光波的傳播速度不同,波長越短,波速越慢。
(三)課堂總結(jié)、點評
今天我們學(xué)習(xí)了光的顏色和光的色散。觀察了薄膜干涉中的色散和光通過棱鏡折射時的色散。同種介質(zhì)對波長不同的光,折射率不同。波長越小,折射率越大。在同一種介質(zhì)中,不同波長的光波的傳播速度不同,波長越短,波速越慢。這些都大大豐富了我們對光的認(rèn)識。
(四)課余作業(yè)
完成P64“問題與練習(xí)”的題目。
附:課后訓(xùn)練
1.以下屬于薄膜干涉現(xiàn)象的是()
A.雨后美麗的彩虹B.陽光下肥皂膜上的彩色條紋
C.陽光下水面上油膜的彩色條紋D.陽光通過三棱鏡后得到的彩色條紋
答案:BC
2.如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置,檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個表面的反射光疊加而成的()
A.a(chǎn)的上表面,b的下表面
B.a(chǎn)的上表面,b的上表面
C.a(chǎn)的下表面,b的上表面
D.a(chǎn)的下表面,b的下表面
答案:C
3.如圖所示,一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜,下列說法中正確的是()
A.從右側(cè)向左看,可看到彩色條紋
B.從左側(cè)向右看,可看到彩色條紋
C.彩色條紋水平排列
D.彩色條紋豎直排列
答案:BC
5.圖中表示一束白光通過三棱鏡的光路圖,其中正確的是()
答案:D
6.在白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散的現(xiàn)象中,下列說法正確的是()
A.紅光的偏折角最大
B.白光為復(fù)色光,不同色光在玻璃中傳播速度相同
C.紫光的偏折角最大,因為紫光在玻璃中的折射率最大
D.紅光在玻璃中的傳播速度比其他色光小
答案:C
7.如圖所示,兩束平行的紅光和紫光,相距為d,斜射到玻璃磚上,當(dāng)它們從玻璃磚的下面射出時()
A.兩條出射光線仍平行,距離可能大于d
B.兩條出射光線仍平行,距離可能小于d
C.兩條出射光線仍平行,距離可能為零
D.兩條出射光線將不再平行
答案:ABC
8.如圖所示,兩束單色光a、b自空氣射向玻璃,經(jīng)折射后形成復(fù)合光束c,則下列說法中正確的是()
A.a(chǎn)光在真空中的傳播速度比b光在真空中的傳播速度大
B.a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度小
C.玻璃對a光的折射率比玻璃對b光的折射率大
D.a(chǎn)光的波長比b光的長
答案:D
9.用白光做楊氏雙縫干涉實驗,在屏上呈現(xiàn)明暗相間的彩色條紋,其中
A.正中央的亮紋是白色的
B.離中央亮紋最近的一條彩色條紋是紅色的
C.離中央亮紋最近的一條彩色條紋是紫色的
D.中央亮紋是紅色的
解析:由于白光是由七種顏色的光合成的,而每種光經(jīng)過雙縫干涉后在中央都是亮條紋,這些條紋又重合在一起,復(fù)合成白光,故A對D錯。由于各種色光的波長不同,紅光最大,紫光最小,紅光形成的條紋間距最大,紫光形成的條紋間距最小,故B錯C對。
答案:AC
高三物理教案:《光的色散》教學(xué)設(shè)計
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《高三物理教案:《光的色散》教學(xué)設(shè)計》,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
本文題目:高三物理第一單元教案:光的色散
第二章 光現(xiàn)象
五 光的色散 教學(xué)設(shè)計
一、內(nèi)容及其解析
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容光的色散指的是光的色散現(xiàn)象、物體的顏色、色光的混合,其核心光的色散現(xiàn)象、物體的顏色。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過光的折射,本節(jié)課的內(nèi)容光的色散就是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展起來的。由于它還是光學(xué)部分的基礎(chǔ)知識,所以在本學(xué)科有基礎(chǔ)性的地位,是本學(xué)科的一般內(nèi)容。教學(xué)的重點是光的色散現(xiàn)象、物體的顏色,解決重點的關(guān)鍵是利用三棱鏡做光的色散實驗。
二、目標(biāo)及其解析
1、目標(biāo)定位:
通過色散實驗,知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的。用實驗讓學(xué)生體驗色光的混合和顏料的混合是不同的。
2、目標(biāo)解析:通過色散實驗,知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的。用實驗讓學(xué)生體驗色光的混合和顏料的混合是不同的就是指通過實驗探究,使學(xué)生認(rèn)識到研究問題的科學(xué)方法,提高學(xué)生觀察能力、分析問題和解決問題的能力。通過資料收集和分析、交流,培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力,語言表達(dá)能力,激發(fā)課外探索知識的欲望,使學(xué)生積極、主動地參與學(xué)習(xí)。
三、問題診斷分析
在本節(jié)課的教學(xué)中,學(xué)生可能遇到的問題是對白光是復(fù)色光的理解,產(chǎn)生這一問題的原因是學(xué)生認(rèn)為白光是一種光,誤認(rèn)為是單色光。要解決這一問題就要通過色散實驗,知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的。
四、教學(xué)支持條件分析
在本節(jié)課光的色散的教學(xué)中,準(zhǔn)備使用色散實驗。因為使用色散實驗,有利于學(xué)生理解白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的。
五、教學(xué)過程設(shè)計
問題1
設(shè)計意圖:
例1
變式練習(xí)
師生活動:(1)
(2)
問題2
設(shè)計意圖:
例1
變式練習(xí)
師生活動:(1)
(2)
例2
從《曲線運(yùn)動》的教學(xué)設(shè)計談對新課程教材的把握
新課程改革提倡培養(yǎng)學(xué)生的能力,現(xiàn)代教育理念認(rèn)為,能力并不是教會的,而是學(xué)生在學(xué)習(xí)活動過程中通過自主體驗、感悟,進(jìn)而通過類化、遷移而逐步形成的。所以課堂教學(xué)要以學(xué)生為主體進(jìn)行設(shè)計,結(jié)合學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),將教學(xué)內(nèi)容融于優(yōu)化的課堂教學(xué)過程中。新課程中人教版的教材編寫就充分考慮到學(xué)生的發(fā)展,在完成知識目標(biāo)的同時更注重過程的參與和方法的形成,在教材內(nèi)容和習(xí)題的選取時更注重“情感、態(tài)度和價值觀”的形成。
1.本節(jié)的教材分析
曲線運(yùn)動一章從知識體系看,涉及的是在自然界和技術(shù)中比前面所學(xué)直線運(yùn)動更普遍的運(yùn)動形式,因此研究曲線運(yùn)動是力學(xué)研究的必然。從學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展來看,在以前研究直線運(yùn)動時,學(xué)生建立了一套運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律研究物體運(yùn)動規(guī)律的方法,在本章將這一套研究方法推廣到曲線運(yùn)動的研究,是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的必然。
本節(jié)是整章教學(xué)的知識基礎(chǔ)。通過實驗和討論,讓學(xué)生體會到做曲線運(yùn)動的物體的速度是時刻改變的,曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動;速度的方向沿軌跡的切線方向;理解物體做曲線運(yùn)動的條件。
其中的重點是曲線運(yùn)動的速度方向和產(chǎn)生條件。
難點有三處:一是對砂輪打磨刀具實驗的解釋,二是曲線運(yùn)動速度方向的理論證明,三是曲線運(yùn)動發(fā)生的條件。
2.曲線運(yùn)動速度方向的--
為得到曲線運(yùn)動速度方向是沿曲線某點的切線方向這一結(jié)論,設(shè)計了以下過程:抓住兩個實驗:砂輪打磨刀具和投擲鏈球。按三個過程分梯次完成。
過程1:觀察兩個視頻
在觀察兩個視頻和演示實驗后學(xué)生基本得出速度方向的規(guī)律,但過程1列舉的是圓周運(yùn)動的情況,圓周運(yùn)動是曲線運(yùn)動的一種特例,通過一個特例來概括出普遍結(jié)論,這不利于形成學(xué)生的科學(xué)思維;另外,過程1僅僅是一種實驗現(xiàn)象,只有把實驗現(xiàn)象和理性分析結(jié)合起來形成結(jié)論,這才是更科學(xué)的研究方法。所以教學(xué)中沒有在過程1之后就匆匆形成結(jié)論,
過程2:對實驗現(xiàn)象的分析
該過程主要是對過程1的理性分析,過程2不是和過程1那樣光憑眼睛一看就了事,而是要通過分析火星的運(yùn)動方向與軌跡的關(guān)系,從而判斷出火星的運(yùn)動方向就是在脫離點的曲線切線上。這就存在著一個如何收集信息和分析、處理信息的問題,它使學(xué)生感覺到,一個實驗結(jié)論的形成并不是草率的。通過過程2可以得出圓周運(yùn)動時質(zhì)點的速度方向,但同樣不能代表一般性結(jié)論。為此設(shè)計了過程3。
過程3:對一般情況的理論證明
該過程主要通過極限的思想從數(shù)學(xué)角度和物理學(xué)的角度分析證明一般性的曲線運(yùn)動的方向在曲線上該點的切線方向。結(jié)論更具有普遍性。當(dāng)然在這里不必深究一般曲線的切線的意義和幾何求法。
從探究性理論角度看,過程1可以看成是根據(jù)部分事實得到的猜想,過程2和過程3可以看成是對該猜想所進(jìn)行的實驗和理論上的證明。
3.從本節(jié)課的--談對新課程教材的把握
3.1本節(jié)教材的編寫特點
3.1.1將知識的講解融于過程中,更加重視學(xué)生過程的參與和方法的形成。
如在曲線運(yùn)動速度方向的編寫時,選取了兩個實際情景的圖片和一個演示實驗。這樣的安排充分體現(xiàn)了編者在重視教學(xué)中知識與技能目標(biāo)達(dá)成的同時更加突出過程和方法的形成。本來在通過觀察砂輪打磨刀具和投擲鏈球兩個視頻后學(xué)生可以得出結(jié)論的,但是考慮到這樣的認(rèn)識只是學(xué)生感性的、最表面的認(rèn)知,是沒有深入問題的本質(zhì)的。當(dāng)然在解決實際問題時就會感到束手無策。所以教材中又安排了一個看似簡單的實驗,這個實驗其實和上述兩個材料有本質(zhì)的不同,它不像觀察圖片和視頻那樣光憑眼睛一看就了事,而是要通過收集信息和分析、處理信息,而后得到物理結(jié)論,這是科學(xué)研究過程的必然。這樣才能使學(xué)生感覺到,一個結(jié)論的形成并不是草率的。到此似乎研究的過程就可以畫上完美的句號,但是通過上述實驗只能得出做圓周運(yùn)動時質(zhì)點的速度方向,這不能代表一般的曲線運(yùn)動,所以結(jié)論不具有普遍性。因此教材中特意安排了一段理論證明,采用極限的思想,曲線上任意兩點的連線(割線)在無限逼近時會最終演變成一點的切線(圖中A點的切線)。從物理學(xué)的角度看,AB連線就是物體這段時間內(nèi)的位移,也是平均速度的方向,當(dāng)A和B無限逼近時平均速度就演變成物體在A點的瞬時速度。到此從理論上就證明了任何曲線運(yùn)動的物體在某點的速度方向在曲線上該點的切線方向。
3.1.2“做一做”板塊更突出學(xué)生的主體性
在教材內(nèi)容的最后安排了“做一做”:──做一個飛鏢,體驗“曲線運(yùn)動的速度方向跟曲線相切”。要求(1)觀察飛鏢在空中速度方向的變化;(2)觀察飛鏢插入泥土?xí)r的入射角。顯然,這里的體驗不只是為了理解曲線運(yùn)動的速度方向這一知識點,更主要是為了增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的意識,并對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的情感。生活中要解決許多更復(fù)雜的問題往往需要有這種意識,而意識是難以通過“講知識”來形成的,實踐意識只能來自于活動主體在活動過程中的體驗。
3.1.3練習(xí)題的設(shè)計重視“情感、態(tài)度與價值觀”目標(biāo)的達(dá)成
本節(jié)教材后的練習(xí)題,除了能體現(xiàn)出課文中的主干知識之外,設(shè)計時,還慎重地考慮了教學(xué)中“情感、態(tài)度與價值觀”目標(biāo)的實現(xiàn)。首先,這幾個練習(xí)題的難度水平有利于學(xué)生積極思考、同時又使他們在獨立思考的情況下體驗到解決問題的愉悅。而且,練習(xí)題的內(nèi)容貼近學(xué)生的生活,學(xué)生通過做練習(xí)這種學(xué)習(xí)方式,能夠?qū)ξ锢韺W(xué)產(chǎn)生親近感。例如,在曲線運(yùn)動的練習(xí)題1中編寫了一個以跳水運(yùn)動員“反身翻騰兩周半”為實踐背景的曲線運(yùn)動方向分析問題;由于賦予了實踐的背景,物理知識被活化了。這時候,學(xué)生跟物理學(xué)的距離就能拉近許多。
3.2教學(xué)中對新課程教材的把握策略
在教學(xué)中首先要依據(jù)《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》和《浙江省普通高中新課程指導(dǎo)意見》準(zhǔn)確把握教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點和教學(xué)難點,然后通過對教材的深入分析來優(yōu)化設(shè)計教學(xué)實施過程。
3.2.1依據(jù)教材內(nèi)容的編排結(jié)構(gòu)來確定教學(xué)目標(biāo)點的達(dá)成順序
一般而言,教材內(nèi)容的編排都具有嚴(yán)密的邏輯性和恰當(dāng)?shù)奶荽涡?。如本?jié)內(nèi)容的編排上先安排曲線運(yùn)動的方向,然后安排物體做曲線運(yùn)動的條件。從知識結(jié)構(gòu)上看,曲線運(yùn)動的方向在軌跡上某點的切線方向是反映曲線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征,而曲線運(yùn)動的條件則是動力學(xué)特征,完全符合牛頓力學(xué)的研究思路。從對學(xué)生認(rèn)知建構(gòu)的過程來看,知道曲線運(yùn)動的方向只是知道一個事物的結(jié)果,掌握了曲線運(yùn)動發(fā)生的條件才能理解出現(xiàn)該結(jié)果的原因,這樣才能在邏輯上有利于學(xué)生深刻理解本節(jié)的兩個重點內(nèi)容。所以分析清楚教材內(nèi)容的邏輯關(guān)系對學(xué)生迅速形成有效合理的認(rèn)知的至關(guān)重要。
3.2.2把握教材中圖片資料和實驗的關(guān)系
為了有效地達(dá)成教學(xué)目標(biāo),編者都會在適當(dāng)?shù)臅r候和適當(dāng)?shù)牡胤桨才庞兄趯虒W(xué)內(nèi)容理解的圖片資料或是演示實驗,對于這些輔助材料我們在--時一定要慎重選用。如本節(jié)內(nèi)容中的砂輪打磨刀具和投擲鏈球的圖片,它有利于學(xué)生從感覺上去感知曲線運(yùn)動的方向,但只是停留在感性的層面上,采用這樣的方式學(xué)習(xí)的知識是不牢固的,在其它情景中就不一定能靈活運(yùn)用。因此教材緊接一個演示實驗──鋼球在彎管里的運(yùn)動。本實驗就不像用眼睛看圖只是感覺,而是要動手記錄小球運(yùn)動的軌跡,用直尺判斷出小球脫離軌道后的運(yùn)動軌跡是在脫離點的曲線切線上。這就存在著一個如何收集信息和分析、處理信息的問題,這樣形成結(jié)論當(dāng)然更牢固。所以--的時候絕對不能草率的將實驗用圖片取而代之,要多給學(xué)生動手的機(jī)會,多準(zhǔn)備有效的實驗。
3.2.3重視教材中的“說一說”和“做一做”
這兩個欄目的內(nèi)容是擴(kuò)展性的,不是基本教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)中需要根據(jù)實際情況有選擇性的設(shè)計。如本節(jié)內(nèi)容中砂輪打磨刀具的圖片就是屬于“說一說”欄目,主要是想讓學(xué)生能在直觀上感受曲線運(yùn)動速度方向的特點,如果要用這一圖片資料設(shè)計教學(xué)過程,我們可以換用一段視頻材料以給學(xué)生更多動態(tài)直觀的感受,會更有利于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成?!白鲆蛔觥睓谀恐械膬?nèi)容要從完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的體系角度出發(fā)去選用,因為通過感官去獲取的知識和親自動手獲得知識是有本質(zhì)的區(qū)別的,通過后者獲得的認(rèn)知會更牢固、更持久、更有深度。
3.2.4充分利用教材課后的習(xí)題
人教版教材課后的習(xí)題具有如下特點:一是總體難度不大,有利于學(xué)生積極思考、同時又能使他們在獨立思考的情況下體驗到解決問題的愉悅。二是這些習(xí)題都是課本主干知識的體現(xiàn),完成這些題有利于學(xué)生及時鞏固所學(xué)內(nèi)容。三是這些練習(xí)題的內(nèi)容貼近學(xué)生的生活,學(xué)生練習(xí)時能夠?qū)ξ锢韺W(xué)產(chǎn)生親近感,有利于“情感、態(tài)度與價值觀”目標(biāo)的達(dá)成。
高三物理教案:《光的色散導(dǎo)學(xué)案》教學(xué)設(shè)計
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢?下面是小編精心為您整理的“高三物理教案:《光的色散導(dǎo)學(xué)案》教學(xué)設(shè)計”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
本文題目:高三物理一單元教案:光的色散導(dǎo)學(xué)案
光的色散導(dǎo)學(xué)案
一、 學(xué)習(xí)目標(biāo):1、了解太陽光譜和色散現(xiàn)象(重點)2、掌握物體顏色是由什么決定的(難點)3、知道色光的三原色跟原 料的三原色是不同的。
二、課前導(dǎo) 學(xué)
1、 透明物體的顏色由 決定,不透明物體的顏色是由 決定的。
2、色光的三原色是 、 、 ,顏料的三原色是 、 、 、色光混合與顏料混合的規(guī)律 (填“相同” 或“不相同” )。
3、下列說法正確的是( )
A、看起來發(fā)光的物體叫做光源 B、太陽發(fā)出的光是白色的,也是最單純的光
C、月亮是一個自 然光源,而通電的電燈是人造光源 D、藍(lán)色的玻璃片只能通過藍(lán)光
4、下列現(xiàn)象中,不能用光的直線傳播規(guī)律解釋的是( )
A 、日食 B、射擊時的瞄準(zhǔn)要領(lǐng)是"三點一線"
C、雨后天空出現(xiàn)彩虹 D、人不能看見不透明物體后面的東西
三、研討解惑
5、在沒有任何光照的情況下,舞臺 追光燈發(fā)出的綠光照在穿白上衣、紅 裙子的演員身上,觀眾看到該演員是( )
A、全身呈綠色 B、上衣呈綠色,裙子呈紫色
C、上衣呈綠色,裙子不變色 D、上衣呈綠色,裙子呈黑色
6、下列說法中,正確的是( )
A、白紙上寫紅字,在紅色的燈光下很難辨認(rèn)
B、白紙在黃色的燈光的照 射下看起來仍然是白色的
C、彩色電視機(jī)的色彩是用紅、綠、藍(lán)三種顏色按不同的比例混合得到的
D、顏料的三原色是紅、黃、青
7、小紅是一名攝 影愛好者,她發(fā)現(xiàn)當(dāng)黑白照片在暗室內(nèi)進(jìn)行沖洗時,所用溫度計的液注是藍(lán)色的,而不是通常的紅色,于是她進(jìn)行 了探究,得出了下面的結(jié)論, 不正確的是( )
A、暗室安全燈是紅燈,因而一切物體看來都微顯紅色,溫度計的紅色液柱在這種情況下不容易看清楚
B、溫度計的藍(lán)色液注在紅光照射下是黑色的
C、藍(lán)色液注在紅光下看得更清楚
D、紅色液注在紅光下反射白光
四、鞏固應(yīng)用
8、戴著紫色太陽鏡看白紙,白紙是紫色,這是因為( )
A、白紙反射的光通過紫色的鏡片時,被染成紫色
B、紫色鏡片只能透過紫色的光
C、白紙只能反射紫色的光
D、透過紫 色的鏡片看到的物體都是紫色
9、太陽光通過三棱鏡后,會發(fā)生 現(xiàn)象,而紅光通過三棱鏡后,看到的是 ,這說明了 。
10、白光通過綠色玻璃照在綠色的樹葉上,樹葉呈 色,照在小白兔身上,小白兔呈 色,小白兔的紅眼睛呈 色。
11、白光照射到綠葉上,葉呈 色,紅光照射到綠葉上,葉呈 色,綠光照射到綠葉上,葉呈 色。
12、有一盆花卉,紅色的花,綠色的葉、白色的花盆,放在遮光良好的暗室中,用與花色相同的紅光照明,看見的是( )
A、紅花、綠葉、白花盆 B、紅花、綠葉、紅花盆
C、紅花、黑葉、白花盆 D、紅花、黑葉、紅花盆
13、下列物理事實中,屬于光的色散的是( )
A、霓虹燈 的燈光 B 、彩色電視機(jī)的畫面
C、色彩豐富的水彩畫 D、雨后天空出現(xiàn)的彩虹[
14、白紙上印有黑字,每個人都看得特別清楚。我們之所以能看清楚這些字得主要原因是( )
A、白紙和黑字分別發(fā)出了不同顏色得光進(jìn)入眼睛
B、白光照到試卷上,白紙和黑字分別反射出白光和黑字進(jìn)入眼睛
C、白光照到試卷上,白紙反射出白光進(jìn)入眼睛,而黑字不反光
D、黑字比白紙反射光得本領(lǐng)強(qiáng)