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视频标签：光的衍射
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视频课题：人教版高中物理选修2-3第三章第三节《光的衍射》江西省 - 九江
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光的衍射教学设计
一、教学目标: （一）知识与技能
1、通过实验观察，认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识。
2、通过单缝衍射装置的课堂演示实验，总结单缝衍射条纹的特点。 3、了解圆孔衍射和障碍物衍射。 （二）过程与方法
1、通过讨论和对单缝衍射狭缝的宽度改变，理解衍射的条件。
2、在认真观察课堂演示实验和自己动手观察衍射现象的基础上，总结归纳光的衍射的特点。
（三）情感态度价值观
通过“x射线的衍射图样和DNA双螺旋结构”等科学小故事的学习，体验科学家坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德。 二、教学重点：
单缝衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。 三、教学难点：
单缝衍射条纹的特点 四、教学用具：
激光笔、铁架台、光屏、游标卡尺、带圆孔的卡片、头发丝 五、教学过程： （一）复习引入
师：请看这两幅图片，回忆一下这是什么现象呢？
对比这两幅图，回忆一下要发生明显衍射需要什么条件？ 生：这是水波的衍射衍射现象，
要发生明显衍射需要满足：障碍物或缝的尺寸跟波长差不多或者比波长小； （二）新课教学 1、单缝衍射
大家知道光也是一种波，那你在生活中见过光的衍射现象吗？ 生：没有
今天我们一起来认识一下光的衍射，
老师这里有一个单色光源，打开，在光屏上有一个圆形亮斑，老师这里还有一个用游标卡尺做的宽度可调的狭缝（摆弄一下），要观察到光的衍射现象，狭缝大一点好还是小一点好呢？ 生：小一点。
师：（当众调小）现在是3mm左右，请仔细观察光斑，你们看到了什么？ 生：光斑两边被狭缝边缘挡住了。
师：说明现在光沿直线传播，那我们继续减小狭缝，调到1mm左右再试试。你们看到了什么？ 生：光斑变宽了；
（追问：往哪边变宽） 生：往上下两边变宽
（追问：上下两边不是被狭缝边缘挡住了吗）
生：那应该是绕过去了
师：非常好，狭缝变窄时，光没有沿直线传播，而是绕过狭缝边缘，到达了相当宽的地方，这就是光的衍射现象。 只有狭缝足够小的时候，才会有明显衍射现象，这说明发生明显衍射现象的条件是什么？
生：狭缝、孔或障碍物的尺寸和光的波长差不多或比波长小。 那么衍射图样还有哪些特征呢？ 2、单缝衍射实验
师：大家桌子上有一个激光笔固定在铁架台上，当做光源，一个游标卡尺固定在铁架台上，当做可调狭缝，一个可移动光屏，一张白纸一只水彩笔。
一组四人，一人控制激光，一人调节狭缝大小，一人移动光屏，一人负责画出衍射图样。（提醒实验时注意不要用激光照射人眼） 学生分组实验
师：（找到画的较好的）请这位作品的作者回答，你这样画的想法是什么？ 生：条纹是明暗相间的，中间是亮条纹，它是最亮最宽的
师：这位同学的描述非常准确，观察的很仔细，我们总结一下（ppt展示） 特点一：
①明暗相间的条纹
②中央亮条纹最亮，往两边逐渐变暗 ③中央亮条纹最宽，往两边逐渐变窄
前一节课我们学了干涉图像（展示照片），大家说说看，它和我们的衍射图像有什么区别呢？
生：它是等间距的，而我们今天学的单缝衍射图像是中央最亮最宽，两边变暗变窄，是不等间距的。
师：说的非常好，下次可别搞错拉。正因为光存在干涉和衍射现象，说明光是一种波，那同学们明显衍射的条件，猜想一下，如果老师继续减小狭缝的宽度，衍射图样会发生什么变化呢？ 生：中央亮条纹越来越宽。 师：为什么你会这样想呢？
生：因为狭缝越窄，衍射现象应该越明显，所以会越宽。 师：我们一起来看一下（演示）
的确，狭缝越窄，衍射现象越明显，光绕过狭缝边缘到了更宽的地方。（PPT） 特点二：狭缝越窄，中央亮条纹越宽。
如果保持狭缝宽度不变，换成绿光呢？我们一起来看看（演示） 先把红光衍射中央亮条纹用红水笔圈出来，再换用绿光，用黑水笔把中央亮条纹圈出来。
请同学们注意观察，谁的中央亮条纹更宽？注意，这里宽是指绕过狭缝两边的宽度。
生：红光。
师：我们知道红光的波长比绿光长，由此总结（PPT演示） 特点三：当狭缝一定时，光的波长越长，中央亮条纹越宽。 如果用白光作光源呢？
请把两只笔夹紧，平行于日光灯观看。 （学生观看）
看到了什么？ 生：彩色的条纹
师：有彩色的条纹，中央亮纹是什么颜色： 生：白色的
师：也就是说白光发生衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色的条纹，老师用手机摄像头作为眼睛，在镜子背面画一条细缝，透过细缝观看日光灯，把现象拍照下来，同学们看看，彩色条纹靠近白光的内侧是什么颜色，外侧是什么颜色？ 生：内侧是紫色的，外侧是红色的
师：我们来总结一下白光颜色现象：（PPT演示）
中间条纹是白色，两边是明暗相间的彩色条纹，靠近中间的内侧是紫色，外侧是红色。
我们看到，狭缝两边的障碍物是直线的，所以衍射条纹是直线，如果周围障碍物是圆形呢，会形成什么样的衍射图样？请分组讨论并画出你的猜想。 （学生讨论活动）
师：（找到画的比较好的）请这位作者谈谈你的想法。 生：它的形状应该是圆形的，明暗相间的同心圆
师：圆孔四周就是圆形的障碍物，我们来看看圆孔衍射的图样（演示实验） 我们来总结一下圆孔衍射的特点：（PPT演示）
明暗相间的同心圆环，中央圆斑最亮，圆环向外逐渐变暗变细。 3、障碍物衍射
通过前面的探究，光的确可以绕过狭缝的边缘发生衍射现象，如果换成障碍物， 光能不能沿障碍物的边缘绕过去呢？ 生：能的
师：那老师刚好拿着一支粉笔，我们来试一下，（贴的很近）啊呀~ 被挡住了，那怎么办？ 生：太近了，远一点；
光还是被挡住了，并且在光斑中出现了粉笔的阴影 生：太粗了，换细一点的东西
请同学用身边细的东西试一下，转动头发丝，图样也跟着旋转，光也是绕过障碍物的边缘，到达相当宽的地方，并且原来是阴影的地方，现在也是亮的，说明光也绕到了障碍物的背面，障碍物越细，光的衍射现象越明显。
很多细小的东西，我们的肉眼观察不到，光的衍射现象却非常明显，DNA的双螺旋结构就是通过x射线的衍射图样发现的，你们就是下一个沃森和克里克。 课堂小结：这节课我们通过物理现象，总结了物理规律，了解了物理知识的应用，物理从生活中来，又应用到生活
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