光的干涉教学设计

光的干涉教学设计（精选7篇）

光的干涉教学设计 篇1

《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．

光的干涉教学设计 篇2

对于光的本性的认识, 几个世纪以来始终存在着激烈的争论, 光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果。在解释一些现象如干涉和衍射时, 人们就用波动说去解释, 而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明。这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受, 其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。本文正是从这样一种出发点来探讨光的本性。

1 实验分析

假设有一个光源S1, 在S1前放置一块屏幕, 从S1发出的光 (光子) 会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道, 屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说, 屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化绝不是几率问题。证明如下:把S1放在一个半径为R1的球的中心, 假设S1在单位时间里发射出N个光子, 则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12, 如果把球的半径由R1变为R2 (R2>R1) , 则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22, 由于R2大于R1, 所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时, 就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。

现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方, 情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环, 而在平行两个光源的平面上, 则出现了明暗相间的条纹见图1, 这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征, 所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播, 当有两列相干波源存在时, 媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时, 则在这一点上的振幅最大, 如果两列波的相位相差π时, 则振动的振幅相互抵消, 这样就形成了有规则的干涉条纹。

2 原理推论

经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的, 而传播光的媒质——以太已被证明是根本不存在的, 这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法, 认为亮的地方是光子出现几率多的地方, 暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时, 光子是均匀分布在屏幕上的, 而当存在另一个相干光源时, 按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方, 几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用“上帝不掷骰子”来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素, 是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢?

为了找到这种新的理论, 在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的, 光子的能量和质量是相互转化的, 转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小, 相反, 频率慢则光子的能量小质量大, 这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前, 我们先对光源进行定义。单频率的点光源——频率单一且所有光子在离开光源时的状态 (相位) 都相同。单频率点光源具有这样两个特点, 其一在距光源某一点的空间位置上, 光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。

我们在x轴上设置两个点光源S1和S2, 如图2所示。令P为垂直平面上的一点, 从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍jλ (j=0, ±1, ±2, …) 。从S1和S2出发的两列光子, 将同相地达到P点, 状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点, 从Q到S1和S2的光程差也为jλ。过P和Q点做一条曲线, 使得这曲线上所有过ox的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质, 即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数, 根据解析几何我们知道, 这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线ox为轴旋转, 则它将扫出一个曲面, 叫做双曲面。我们看到, 在这曲面上的任意一点, 来自S1和S2的光子始终都是同相位的 (相位差保持不变) , 光子在曲面上的每一点的状态是一定的, 沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短, 光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。

同理, 我们令T为垂直平面上的另一点 (图中未画出) , 从T点到S1和S2的光程差T S1-T S2为波长的倍 (j=0, ±1, ±2, …) 。从S 1和S 2出发的两列光子, 将以π的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点 (图中未画出) , 从V到S1和S2的光程差也为波长的倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数, 这曲线也是一条双曲线, 以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为π, 叠加后的最终状态是一个恒定的值。

光程差为零 (j=0) 的各点的轨迹是过S1S2中点的一条直线。由它绕ox旋转而成的将是一个平面。j=1的那条双曲线是垂直平面内光程差为λ的那些点的轨迹。图2画出了j=0、j=±1、j=±2和j=±3的双曲线。在这种情况下, 这6条曲线绕ox旋转而产生7个曲面, 这7个曲面将S1和S2两光源所形成的能量场分成了8个上下对称的无限延伸的能量空间。屏幕上亮线将出现在屏幕与诸双曲面相交的那些曲线的任何所在位置上。如果两点光源间的距离是许多个波长, 则将存在许多曲面, 在这些曲面上各光子相互加强。因而在平行于两光源连线的屏幕上, 将形成许多明暗相间的双曲线 (几乎是直线) 干涉条纹。而在垂直于两光源连线的屏幕上将形成许多明暗相间的圆形干涉条纹。两条相邻的明条纹之间的关系是光程差相差一个λ, 暗条纹与相邻明条纹之间相差。干涉条纹从明到暗再到明之间的相位变化是从同相到相差π相位再到同相[1]。

3 结论与推广

为了检验以上的设想是否正确, 这里我们可结合光的干涉实验和光电效应实验设计一个简单实验。第一步用光干涉仪产生明暗相间的干涉条纹。第二步将光电管依次放在从明到暗条纹的不同位置上, 当然采用的单色光源频率要在红限频率之上, 观察产生光电子动能的大小。如果按照现有光量子理论, 光电子的动能应该是不变的, 原因是光子的能量只与光的频率有关而与光的亮度无关, 干涉后光的频率并没有变化, 所以在从明到暗的条纹上, 测得的光电子的动能应该是不变的。再从量子理论的观点来分析, 明亮的地方光子出现的几率大, 暗的地方光子出现的几率小, 明暗只是单位面积上光子数不同而已, 光子的动能并没有改变, 所以结论也是光电子的动能不变。而我们的结论则是在从明到暗的干涉条纹上光子数是一样的, 产生的光电子的动能是从大到小连续变化的。

如果实验的结果与我们所做的推论一致, 我们不妨把这一结论推广到一切实物粒子, 因为实物粒子也具有波粒二象性, 即一切实物粒子自身的能量与质量之间始终处在不停地相互变化中, 这也正是量子力学波函数所要描述的微观世界粒子的客观实在图像。

摘要：通过对光的干涉现象的分析, 阐述对光的本性的认识。

关键词：光,干涉,光的本性

参考文献

透视“光的干涉”本质一节新授课 篇3

随着物理微观尺度的发展，经典物理已经不能满足当代物理技术的发展，微观物理成为近代物理发展的主力军.光的干涉是波动力学的重要组成部分，是“光的本性”一章的重点、难点，更是学生第一次正式建立微观的物理体系的开端，在高中整个物理教学中具有举足轻重的作用.由于光的波动性的极度抽象特征，仅通过生硬的实验观察、数学推理大多学生很难理解光的干涉的知识内涵.有鉴于此，生态化的视角提出了透视实验本质的教学设计，以期对“光的干涉”实验教学的改进有所裨益.

1 问题的提出

人教版教材“光的干涉”实验安排在明暗条纹分布规律之后，实验之前学生已学习了光程差、相干波等基本概念.传统光的干涉实验教学中教师惯于借助数学方式推导，得出干涉实验测波长公式，最后通过实验的具体操作训练学生动手操作能力，加深物理规律的理解.然而真正的教学实施中并未产生预期的效果，一方面双缝干涉测波长的实验原理推导中，以习题的形式向学生展示，禁锢了学生的思维，未经历整个探究过程学生很难体会到数据处理时的双重近似，不注重光的干涉实验教学的生态化，导致教学外部效度不高等缺陷.另一方面，波长测量公式讲解后，教材试图仅通过选用实验观察的方式加深学生对光的干涉测波长的认识，并未指出“干涉”实验的本质，学生在做题过程中仅靠机械式记忆来解决问题，往往缺乏对问题的实质性的理解.没有相关的物理意义做支撑，公式苍白缺乏厚重感，学生只能凭借机械式记忆，解题过程中干涉公式用错不在少数.

2 溯本求源透视实验本质

无论是部分教师还是学生，之所以对波长求解的定量推导的双重近似产生疑问，关键原因在于未曾深入分析认知干涉原理.针对以上教学中出现的问题，我们以原始物理问题为问题的起始点，希冀凭借原始物理问题，透视光的干涉实验本质.

2.1 原始物理问题理论推导

学生通过上节课的学习，定性掌握了干涉规律即：两缝发出的波到屏的路程差是半波长偶数倍时，屏上出现叠加加强区，光能量较强，屏幕出现亮条纹.此时教师应向学生提出这样的问题：如何利用光的双缝干涉，测量单色光的波长？定量推出一个表达式 .光的干涉规律的探究激发了学生求知的欲望，原始物理问题的提出促进学生意义学习的进一步升华.这是一道典型的原始物理问题，由于没有提供任何数据，学生要想解决此原始物理问题，需要在理解物理本质基础上，在自主建立恰当的模型，设置数据给予解答，具有很强的生态性.

光波不同于机械波，光的波动性很难直接用眼睛观察到，学生前概念中并不认同光是一种波，而双缝干涉实验恰恰改变了这一弊端.波长是一个微小量，直接用现有的实验仪器很难测量出其长度值，通过光的干涉实验不仅展示其波动性，更将光波波长这一微小量放大，我们达到测量光的波长的目的.

3 教学启示

通过以上两个过程，将生态化的光的干涉情景全面地呈现给学生，继而，提出凸显物理知识结构，彰显光的干涉的物理学本质，适合学生认知发展水平的教学设计，归结上述教学设计，我们总结以下两点启示.

3.1 完美诠释光的干涉教学的生态化

物理教学中强调在真实、自然的情境中研究物理规律，这种真实情景既不局限于严密的数学推演也不局限于习题集，而是将原滋原味的物理情景展现给学生.传统教师进行光的干涉物理知识的建立时，未能充分捕捉学生学习的难点，面对庞杂的物理系统，学生很难将光的干涉知识内化.我们知道，波长是一个微小量，光的干涉的过程是微观机制的变化过程，学生很难对抽象干涉有感性的认识，干涉现象中，通过引入光的干涉测波长的原始物理问题提出，给学生创造了一个真实鲜活的物理情景，学生相互讨论，进行求解，在此过程中经历物理问题的抽象、赋值、将整个数学过程进行抽象近似，充分调动了学生的积极性，完美诠释了物理教学的生态化，保证物理教学较高的外在效度及较高的应用价值.

3.2 深刻把握光的干涉实验的本质

教案 光的等厚干涉与应用 篇4

林一仙 一 目的

1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理

2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径

3、掌握读数显微镜的使用方法

4、掌握逐差法处理数据的方法 二

仪器

读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置 三

原理

牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：

r2e

2R

(a)

图20—1 根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：

(b)

R2K2r2K4Kd2K

根据dK与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据

dmdn4R(mn)

四 教学内容和步骤

1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？

2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？

3、读数方法，要防止螺距差。读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。

4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。五 注意事项

1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。

2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。六 主要考核内容

1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。

光的干涉教学设计 篇5

课堂互动

三点剖析 1.光的干涉

光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象。

(1)光的干涉必须具备的条件：频率相同，振动情况总是相同。能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用一束光分成两列而获得。(2)相邻两亮条纹间的间距公式：Δx=

l，其中λ为光波波长，l为缝到屏的距离，d为d双缝间距。

2.薄膜干涉以及增透膜

薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前表面和后表面两个界面上均会发生反射，由于薄膜的厚度不均匀，不同位置的反射光传播的路程差不同，形成明暗相间的条纹，根据条纹的情况可以判断薄膜的厚度。

增透膜是利用在薄膜两表面的反射光形成干涉相互抵消的特点，在入射光强度一定的情况下，两列反射光叠加形成暗纹，相互抵消使反射光的强度减弱，从而使透射光强度加强。3.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。相干光源可用同一束光分成两束而获得。要求是相同频率，振动情况相同且相差恒定。各个击破

【例1】 两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为()A.两个灯亮度不同 B.灯光的波长太短 C.两灯光的振动情况不同 D.电灯发出的光不稳定 解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的，故选C。答案：C 类题演练1 用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是()A.紫色条纹 B.绿色条纹 C.红色条纹 D.都一样近解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距Δx=

lλ可d知：条纹间的间距与波长成正比，故A项正确。答案：A 【例2】 如图13-2-1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，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()

图13-2-1 A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面 解析：关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样本，b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层，所以选C。答案：C 类题演练2 市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ 解析：要消除经外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍，即Δs=(2k+1)λ/2，其中Δs为光在薄膜两个面上反射的路程

差，即Δs=2d,Δs的最小值为λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d为λ/4，答案B是正确的。答案：B 【例3】 一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因是什么？

解答：由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定相同或相差恒定，故一般情况下看不到光的干涉现象。

光的偏振教学设计 篇6

授课：温树平

教学目标：

一．知识目标：

1．知道振动中的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象 2．

知道偏振光和自然光的区别，知道光的偏振说明光是横波 二．能力目标：

1．学习科学研究的思维方法，体会科学发展的严密性。

2．培养学生为问题设计实验、通过实验现象总结结论的能力。三．情感目标：

1.培养良好的物理实验习惯，学会用理论指导实践，用实验来验证理论． 2.知道在学习物理的过程中，做好实验的重要性． 教学重难点

重点：

1.使学生了解偏振现象及运用光的偏振知识来解释一些常见的光学现象

2.知道只有横波才有偏振现象，知道光有偏振现象所以光是一种横波

难点：

通过两个演示实验让学生接受光有偏振现象，因为偏振是学生接触的一个新概念，所以做好两个演示实验并通过设疑如何引导学生思考，讨论,类比，推理，判断得到结论是本节教学的关键和突破口

教学方法：

教学是教师教学生学的双边活动，教师在课前必须对学生有一定了解。高二学生已经具有一定的抽象思维能力，但光的偏振现象对他们来说是完全陌生而又抽象的，而机械波的偏振现象相对形象些。故要本着由浅入深，新旧联系，全面系统的原则去讲课，先做好机械波模拟实验，使学生认识机械波的偏振，进而认识偏振是横波特有的现象作为知识铺垫后然后再做光的偏振实验，在分析光的偏振实验时，要引导学生理解实验的设计思路且与机械波实验相类比。由于光的偏振现象的抽象性及学生的抽象思维能力有限，所以在教学中主要采用教师设疑，学生探讨的教学模式，让学生观察、思考、讨论，充分发表意见，这样既有利于突出重点，化解难点，又充分发挥了学生的主体性。

教具：激光源、偏振片、powerpoint课件、flash课件 教学过程：

一．新课引入：

师：通过前面几节课的学习，我们对于光的本性的认识逐步加深，我们知道了光能够产生干涉和衍射现象，而这正好说明了光应该是一种波。而波有横波和纵波之分，由此，我们必然会想到光究竟是横波还是纵波？我们又该如何去判断和验证？ 一条竹竿横着进教室进不了，给学生设下悬念

（学生演示）

二、新课教学：

首先我们来回忆一下横波和纵波。

问题一：请同学回答一下横波和纵波有什么区别？ 生：质点的振动方向和传播方向如果平行则为纵波；振动方向和传播方向垂直的则是横波。

师：很好。我们从传播方向上可以区别它们。那如果有一列波，我们肉眼观察不到它的振动情况，问题二：比如说光波，我们该如何来判断它究竟属于横波还是纵波？（让学生思考，同桌讨论，并视情况决定是否提问。）

师：光我们是可以常见的，但是它属于横波还是纵波我们好象没有办法判断。现在我提供一种判断横波和纵波的方法，请同学们看看能不能在这个基础上也设计一个判断光是横波还是纵波的方法。

（课件1的演示，纵波能够通过，而横波必须在特定情况下才能够通过）

问题三：好，现在就请同学们帮我设计一个能够判断光是横波还是纵波的实验。

（让学生回答，筛选出合适的方案）

师：这个方案不错，不过我们还得再仔细考虑一个问题：那就是这个狭缝的宽度大概有多少？我们不难想象，如果缝很宽，那不管怎么转动光还是可以穿过来的，因此，缝的宽度要小于光波的振幅。好象很不容易做到。幸好科技发达，这个问题科学家已经问我们解决了。

取出偏振片给学生观察，并且说明该偏振片可以看成由很多细小的狭缝组成。演示1：让学生观察黑板上的字：将一个偏振片覆盖在上面，转动，看看字迹是否会消失。演示2：让一束电筒光束通过偏振片，让学生观察当偏振片转动时透过偏振片的光线是否会消失。

问题四：请同学们根据刚才的现象作出判断。

生：经过偏振片后的光线亮度不变，所以判断出光应该是纵波。

师：不错，这个实验现象很明白的告诉了我们，光应该是属于纵波。很长一段时间来，科学家们也认为光应该是纵波。但是无意中的一些实验发现了一些无法解释的现象。下面我们就来看究竟是什么现象。

我们来观察这样的现象：

1．让激光通过偏振片，看激光束亮度的变化。

2． 让两块偏振片相交转动，让学生观察黑板上的字有没有变化，让手电筒光束通过两块偏振片，转动偏振片，看透过的光束亮度有否变化？

师：如何解释这样的现象？光究竟是不是纵波？（设问）

总结：光如果是纵波，那这样的现象是无法解释的；那如果是横波，是怎样的横波呢？如何来解释看起来似乎前后矛盾的结果？ 经过科学家的不懈努力，终于解决了这个问题，并且确定了光应该是横波。也说明有些光有特定的振动方向，有些光各个方向的振动情况相同（向学生说明自然光、偏振光）定义：

偏振光：在垂直于传播方向的平面上只沿着一个特定的方向振动的光

自然光：与传播方向垂直的各个方向振动的光波强度都相同，这样的光称之为自然光。（太阳、电灯等直接发出的光）

偏

振：横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振。

师：我们常见的光，除了太阳、灯泡等直接发出的光为自然光外，其他大多数反射光、折射光都属于偏振光。

下面就请同学们一起来看横波的解释。

（演示flash 课件2，）

下面我们小结一下刚才的实验和结论

光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光．自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直．

师：光的偏振现象有很多应用：

1．如果要拍摄玻璃橱窗里的陈列物或者水面之下的物体，或者远处的建筑物天空等物体，由于光的反射或者空气的散射，不容易拍摄清楚；而如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，那就可以减弱反射而使拍摄的景物清晰。

2．立体电影就是应用偏振的原理来观察的。

《立体电影》的故事

两个人去看一部新的立体电影，电影一开始就是令人紧张的滑行轨道车场面。电影刚放映，其中的一个人的脸就变成了浅绿色。

“对不起，”他对他的同伴说，“我得离开这儿。我觉得恶心。” “你能不能坐下，别像一个小孩子！”同伴要求说，“这只是一部电影。” 一分钟后轨道车呼啸着滑下一个陡坡，第一个人呻吟着说：“我想呼吸一些新鲜空气。” “坐下，”他的朋友小声说，“你太使我难堪了，这是一部电影。” 几秒钟后那人脸色灰白站了起来。“我的上帝，”他说，“我不能呆在这儿了，我一定得离开。” “听着，”他的同伴吼叫着，“你能不能坐下，要不我们都得从这玩意儿里摔出去，去见上帝！”

这个故事无非就是告诉我们立体电影非常逼真，那它究竟是用的什么原理呢？立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。

当然，实际放映立体电影是用一个镜头，两套图象交替地印在同一电影胶片上，还需要一套复杂的装置，这里就不涉及了。

3、光的偏振其实是一个非常有趣的现象，我们用的计算器上的液晶显示屏也用到了光的偏振原理。光的偏振这部分内容如果深入下去其实还有很多值得研究的地方，但我们中学里不再要求深入，点到为止。如果有兴趣的同学将来可以再去搞研究。

4、汽车车灯和前窗挡风玻璃都是偏振片偏振方向相同，且与水平方向成450.5、据科学家研究，蜜蜂通过观察光的偏振来确定方向。

三、归纳小结：

一、光的偏振态

自然光、线偏振光、部分偏振光

二、线偏振光的获得

偏振片法、反射和折射法

三、偏振光的应用实例

照相、立体电影、汽车车灯、液晶显示、生物视觉等等

四、布置作业：

五、板书设计：

一、光的偏振态

自然光、线偏振光、部分偏振光

二、线偏振光的获得

偏振片法、反射和折射法

三、偏振光的应用实例

照相、立体电影、汽车车灯、液晶显示、生物视觉等等

本节课就上到这里。

光的折射教学设计 篇7

光的折射是重要的光学现象，是理解透镜成像的基础，同时又是解释日常生活中许多光现 象的基础。光的折射现象学生比较熟悉，也比较感兴趣，通过对现象的分析，培养学生密切联系实际，运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力，更重要的是激发学生的学习兴趣，提高科学素质。本节教材让学生认识光的折射现象和初步规律，是为以后的学习活动进行充分准备。

与光的直线传播和光的反射相比，学生对光的折射的生活积累和感性认识要少得多，“叉鱼”“看彩虹”不要说是城镇学生，连乡村学生见过的也不多，“折射断筷”在小学看见老师做过，“海市蜃楼”少数学生从一些媒体上有所耳闻，因此在折射现象的呈现环节必须充分、直观，以引发学生的疑惑，激发探究的欲望。由于学生学习物理的时间不长，动手实验是一种很好的锻炼，在这一阶段需学生主动探究。

在本节课的教学中改为探究实验，这样做有以 下四点好处：(1)更有利于学生对折射定律的理解和掌握。(2)培养学生的分析归纳能力，让他们感受到观察在物理实验中的重要性，为今后的学习打下良好的基础。(3)让学生真正应用自主、合作探究的方法进行研究、学习(学生可能会发现一些书本上没有提到的规律，这有助于学生的创新意识的培养)，而不是单纯为了让学生掌握探究的方法而探究。(4)既让学生知道如何开展实验探究，又让学生体验物理探究的乐趣和成功的喜悦，从而激发学生强烈的求知欲望。

三维 目标

知识与技能

1.知道光的折射现象，理解光的折射定律。

2.知道光在发生折射时，光路的可逆性。

3.学会画折射光路图。

4.学会用光的折射定律解释生活中的自然现象。

过程与方法

1.通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力。

2.使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。

3.由观察实验现象入手，通过教师引导，帮助学生分析、概括出相应结论。培养学生的观察能力，训练学生的分析、概括能力。

4.体验由折射引起的错觉。

情感、态度与价值观

1.通过用光的折射定律解释自然现象，体会到物理学在生活中无处不在，奥妙无穷，进一步激发学生学习物理、探索自然的兴趣。逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。

2.有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解。

3.在实验中养成实事求是的科学态度。

教学重点

1.探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。

2.使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力。

教学难点

1.了解光在发生折射时，光路的可逆性。

2.利用光折射定律解释生活中的有关现象。

课时安排

1课时

课前准备

玻璃砖、激光笔、水槽、水、圆表盘、碗两只、硬币、实物投影仪、多媒体计算机。

教学过程

导入新课

情景导入

播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)，引导学生思考：

思考问题：我们 如何看到物体?光的传播路线是否改变?

演示：取一根筷子，让学生看是直的。将筷子斜放入水中，再让学生观察筷子有什么变化。

问题：筷子为何折断了?

提出：光从空气斜射入水(两种介质)，光的传播路径改变，引出折射的概念。

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

视频导入

同学们可能都听过“后羿射日”的神话故事：天空中出现了十个太阳，后羿力大无比，射掉了九个太阳，剩下现在的一个太阳，使温度适宜人们居住。但是2010年7月26日乐山的天空中却又同时出现了三个太阳，你相信吗?

播放“三日同辉”的视频资料。

问题：斜插入水中的筷子水中部分有什么变化?

引导学生分析：上述现象的产生原因，光的传播路线是否发生改变?引入新课：光的折射。

实验导入

演示魔术：空碗出财宝(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)

组织学生活动：叉鱼比赛。

问题：同学们想探究这其中的奥秘吗?导入新课。

点评：通过生动有趣的活动达到激发学生学习兴趣的目的。

预测：同学们会感到无比惊奇，可以极大地调动学习的积极性。

推进新课

一、光的折射

问题引入：问题一：展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的?

问题二：放大镜为什么能起放大作用?

问题三：前面学了平面镜成像的例子，如水中倒影，是由于光从空气射向水面，又反射回到空气中，进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡，为什么呢?

1.教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶，增强可视性)，要求学生填空。

出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。

现象：①光的传播方向在水面发生突变。

②同时出现反射现象和折射现象。

③入射光线分解为反射光线和折射光 线(进入人眼的是反射光线，弱于入射光线，故看起来偏暗)。

2.相关名称

①一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。

②二辅助线：法线NN′分界面?水面?MM′相互垂直

③三光线AO叫入射光线OB叫

光线OC叫

光线

④三角入射角为

与法线NN′的夹角反射角为

与法线NN′的夹角二角关系为：相等折射角为

与法线NN′的夹角

实验探究：光的折射规律

以下方案任选一个：

方案一：用玻璃砖探究光的折射特点。

(1)器材：激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。

(2)要求学生带着下列问题去观察：

①光的传播方向改变吗(若不改变，光路应为什么方向)?

②与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线?

③使入射角增大，则折射角如何变化?入射角减小呢?

④发散、深化提问：上面讲的是光从空气进入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢?

即时练习画光路图：

由教师引导学生仿照光的反射定律，总结出光的折射定律。

(1)三线关系：折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面);折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。

(2)两角关系：光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角。

(3)因果关系：当入射角增大时，折射角也增大，当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变。(折射角随入射角同方向变化。)

通过体验由折射引起的错觉，认识光路的可逆性在折射现象中的存在。

出示装有一条小鱼的大烧杯，让学生进行观察与操作。

从侧面和上面观察鱼，对比鱼的大小的不同。

结论：从侧面看，鱼更大(原因以后再讲)。

让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。

结论：鱼看起来的位置比实际位置更浅，是虚像问题：“眼见”一定“为实”吗)。

提出问题：为什么会出现上述现象?

讨论交流：折射现象中光路的可逆性。

(可讨论

讨论导引：

导引一：人透过空气看树木，是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。

导引二：人通过水面看岸边树木，光从树木到水面发生反射，进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。

即：我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。

眼看鱼，光从鱼处反射进入人眼，即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。

出示小黑板：对比