新课标人教版3-4选修三13.4《用双缝干涉测量光的波长》WORD教案2.docVIP

高中物理光的颜色 色散教学设计 定海一中物理组 一、教材分析 1、地位 首先，这节内容是在学了“光的折射”和“光的干涉”的普遍规律后的一个综合应用，在整章光学内容中也是至关重要。新教材把薄膜干涉中的色散和折射时的色散放在同一节内容中，是因为两者有共同的“色散”现象，但根本的原理是不同的，所以教学中要重视现象的本质探究，把实质讲清楚。 同时生活中的色散现象比比皆是，可以训练学生利用已学的知识和科学研究方法去探索新的物理规律，培养学生的创新精神和实践能力。故这节课能充分发挥学生的能动性，强化物理知识的形成过程和应用过程，使学生体验、认识和运用科学研究的过程和方法，促进学生思维，让学生正确掌握探究式学习的方法。 2、重难点分析 本节主要阐述色散的概念和发生色散的两种情况，即薄膜干涉的色散和棱镜折射时的色散。关于光的颜色、频率和波长，应当明确，不同颜色的光具有不同的频率，光的频率决定于光源，与介质无关。光在不同介质中传播的速度不同，波长改变，但其频率（颜色）不变。 本节重点是棱镜折射时的色散，该现象主要涉及到同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响及其关系。 本节难点是薄膜干涉的色散，关键是寻找和判断发生干涉的两列光从何而来。 二、教学目标 1．知识与技能 （1）知道； （2）； （3）了解； （4）。 2．过程与方法 经历的探究过程，获得科学探究的体验3．情感、态度和价值观 （1）通过实际问题的解决发展学生对科学的好奇与探究欲望； （2）体验探究自然规律的艰辛与喜悦。 二、薄膜干涉中的色散 在哪些光现象中也能发生色散呢？ 演示：吹泡泡。看到无色的肥皂水，吹出的泡泡是彩色的。 问：这些色散现象怎样形成？（设置悬念，留后回答） 学生分组实验：在酒精灯的灯芯上撒些盐或在酒精中溶解一些盐，灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，把液膜当作一个平面镜，来观察灯焰的像。 （3分钟实验结束） 问：这个像与直接看到的灯焰有什么不同？ 答：像上有亮暗相间的条纹，条纹水平状呈竖直排列。说明成像的同时又发生了干涉现象，这是薄膜干涉现象。 复习提问：干涉的条件是？生：两列光波频率相同，振动情况一致。 问：像上的明暗条纹是哪两列相干光干涉产生的呢？ （这个问题，学生一时回答不上） 启发：成像是什么现象造成？生：光的反射。 师：相干光肯定与液膜反射的光脱不了干系。 生（恍然大悟）：表面上的反射光干涉。 师：光源不同的部分发出的光经表面反射是相干光吗？ 生：应该不是。（有点疑惑） 启发： 竖直放置的肥皂薄膜，由于受到重力的作用，形成了上薄下厚的楔形（画出图）。我们虽然不能明显观察到膜上薄下厚，但是这样微小的厚度差别与光的波长相比还是相当大的。 生：根据双缝“一分为二”的思想，从膜的前表面和后表面分别反射出来的两列光波，频率相同，振动情况也必定相同，所以能够发生干涉。 复习提问：干涉产生明暗条纹的条件？ 生：ΔS=kλ，出现亮纹；ΔS=（2k+1）λ/2，出现暗纹。 进一步分析产生干涉的原理： 竖直放置的肥皂薄膜，竖直方向不同位置，膜的厚度不同，前、后表面分别反射出来的两列光波路程差不同。在薄膜的某些位置，两列波反射回来时恰是同相，即波峰和波峰、波谷和波谷叠加，使光波的振动加强，形成黄色的亮条纹；在另外一些位置，两列波的波峰和波谷叠加，使光波的振动互相削弱，形成暗条纹。 问：用单色红光或蓝光分别做实验，条纹间距有什么区别？ 分析：条纹的间距不一样，即出现亮条纹的位置不同。 问：用白光照射下，肥皂液膜上会出现彩色条纹吗？为什么？ 学生活动：观察日光灯下肥皂液膜干涉的彩色条纹。 分析：若用白光照射肥皂液膜，由于各色光在不同的位置得到加强出现亮条纹，这样液膜上就会出现彩色的条纹。肥皂泡、水面上的油膜常常看到的彩色花纹，也是薄膜干涉中发生色散的结果。 薄膜干涉的应用——增透膜： 增透膜：现代光学装置，如摄像机和电影放映机的镜头、潜水艇的望远镜、照相机等，都是有许多的光学元件——透镜、棱镜等组成，进入这些装置的光，在每个元件的表面上都要受到反射，结果只有入射光的10%--20%通过装置，所成的像既暗又不清楚。（展示照相机图片） 问：怎样消除表面的反射造成的后果呢？即怎样才能减小镜片反射光的能量呢？ 答：可以在透镜如棱镜的表面涂上一层薄膜（一般用氟化镁）。 问：薄膜的厚度应为多少？ 答：薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的时，在薄膜的两个面上反射的光，路程差恰好等于半个波长，因而相互抵消，这就大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。 问：入射光一般都是白光，是由各种不同波长的单色光复合而成的，增透膜能使所用波长的光都相互抵消吗？ 答：不能。因此在确定薄膜厚度时，应该取中间部分的绿色光，即人的视觉最敏感的光，在垂直入射时