2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三4.5《用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)定光的波》WORD教案1.doc

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2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三4.5《用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)定光的波》WORD教案1 ㈠ 設(shè)計(jì)思想 本堂課主要利用光的干涉現(xiàn)象測(cè)量光的波長。通過本實(shí)驗(yàn)，我們可以更進(jìn)一步地了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件，觀察白光及單色光的干涉圖樣，并測(cè)定單色光的波長。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，通過了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)元件的作用，學(xué)會(huì)科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方案的思維方法；同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，讓學(xué)生體驗(yàn)探究科學(xué)的艱辛與喜悅。 ㈡ 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： ⑴知道波長是光的重要參數(shù) ⑵通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)運(yùn)用光的干涉測(cè)定光的波長 ⑶更進(jìn)一步理解光產(chǎn)生干涉的條件及探究干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān) ⑷認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用，掌握物理實(shí)驗(yàn)的一些基本技能，會(huì)使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。 2．能力目標(biāo)： 學(xué)會(huì)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩O(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)元件，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力；學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問題。 3．情感目標(biāo)： 通過本節(jié)課，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究態(tài)度，體驗(yàn)探索科學(xué)的艱辛與喜悅。 ㈢ 重點(diǎn)與難點(diǎn) 經(jīng)歷科學(xué)探究過程，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)定光的波長。 ㈣ 教學(xué)過程 1．實(shí)驗(yàn)裝置的介紹——雙縫干涉儀。 它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成。如圖—1所示。 光源 濾光片 單縫 雙縫 遮光筒 屏 圖—1 雙縫干涉儀 2．觀察雙縫干涉圖樣——探究干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān) 光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后，相當(dāng)于線光源，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，干涉條紋可從屏上觀察到。 把直徑約10cm、長約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏，在筒的觀察端裝上測(cè)量頭。取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮，然后放好單縫和雙縫。單縫和雙縫間的距離約為5cm~10cm，使縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上。這時(shí)在屏上就會(huì)看到白光的雙縫干涉圖樣（如圖—2）。 圖—2 白光的雙縫干涉圖樣 在單縫和光源間放上濾光片就可見到單色光的雙縫干涉圖樣（如圖—3）。 圖—3 單色光的雙縫干涉圖樣 單色光的雙縫干涉圖樣：明暗相間、等距分布。 △x △x 屏幕 S1 S2 雙縫 L d 圖—4 實(shí)驗(yàn)示意圖 3． 猜測(cè)： 相鄰的兩條明（暗）條紋的間距△x與哪些因素有關(guān)? 4．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究。 分組實(shí)驗(yàn)，分別改變?yōu)V光片和雙縫，觀察干涉圖樣的變化。 ① L、d不變，研究△x與λ的關(guān)系 用不同的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ② d、λ不變，研究△x與L的關(guān)系 比較有否安裝接長管 ③ L、λ不變，只改變雙縫距離d 只改變雙縫距離d 6．實(shí)驗(yàn)結(jié)論： ① L、d不變，研究△x與λ的關(guān)系 紅光的λ最大，條紋間距最大。 ② d、λ不變，研究△x與L的關(guān)系 屏與縫之間的距離L越大，條紋間距越大． ③ L、λ不變，只改變雙縫距離d d越小，條紋間距越大． 7．理論研究得到： 8．根據(jù)測(cè)定單色光的波長 雙縫間的距離是已知的，雙縫到屏的距離可以用米尺測(cè)出，相鄰兩條亮（暗）紋間的距離用測(cè)量頭（如圖—5）測(cè)出。 圖—6 圖—5 測(cè)量頭 測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左右移動(dòng)。 安裝測(cè)量頭時(shí)，要卸下觀察筒，換上測(cè)量頭。 調(diào)節(jié)目鏡，在視場(chǎng)中出現(xiàn)清晰的干涉條紋及分劃板上的刻線。 測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線平行于干涉條紋并對(duì)齊條紋的中心（如圖—6），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離。 測(cè)出條亮（暗）紋間的距離，就可以求出相鄰兩條亮（暗）紋間的距離。根據(jù)公式可計(jì)算出光的波長。 換用不同顏色的濾光片，觀察干涉條紋間的距離有什么變化，并根據(jù)公式可計(jì)算出相應(yīng)的波長。