Δr=(2n+1) ,n=0、1、2…時(shí),出現(xiàn)暗紋.
[師]綜合前面分析,我們可以畫(huà)出右面圖示的雙縫干涉結(jié)果.
同時(shí)介紹一下相干光源,強(qiáng)調(diào)干涉條件.
[師]看來(lái)大家掌握得不錯(cuò),下面我們可以討論一些更復(fù)雜的問(wèn)題.
(三)條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系[深入觀察 量化分析]
指導(dǎo)學(xué)生分別用紅色、紫色濾色片遮住雙縫,觀察線狀白熾燈的干涉條紋(課本P101圖實(shí)―2),比較兩種色光干涉條紋寬度,與課本第1頁(yè)彩圖2對(duì)照,得出結(jié)論:紅光干涉條紋間距大于紫光干涉條紋間距.(注意其他條件相同,進(jìn)行實(shí)驗(yàn))
[師]我們知道,不同色光的波長(zhǎng)是不同的,那么干涉條紋間距的關(guān)系也就反映了不同色光的波長(zhǎng)關(guān)系,干涉條紋間距和波長(zhǎng)之間又有怎樣的關(guān)系呢?同學(xué)們發(fā)揮數(shù)學(xué)方面的聰明才智,我們一起來(lái)尋找它們之間量的關(guān)系.(板書(shū))
[投影圖20―11及下列說(shuō)明]
推導(dǎo):(教師板演,學(xué)生表達(dá))
由圖可知S1P=r1
[師]r1與x間關(guān)系如何?
[生]r12=l2+(x-)2
[師]r2呢?
[生]r22=l2+(x+)2
[師]路程差|r1-r2|呢?(大部分學(xué)生沉默,因?yàn)閮筛街畈荒苓M(jìn)行深入運(yùn)算)
[師]我們可不可以試試平方差?
r22-r12=(r2-r1)(r2+r1)=2dx
由于l»d,且l»x,所以r1+r2≈2l,這樣就好辦了,r2-r1=Δr=x
[師]請(qǐng)大家別忘了我們的任務(wù)是尋找Δx與λ的關(guān)系.Δr與波長(zhǎng)有聯(lián)系嗎?
[生]有.
實(shí)驗(yàn)并總結(jié):Δr=2n?n=0、1、2…時(shí),出現(xiàn)明紋.
介紹側(cè)重于單孔的作用,是獲得來(lái)自同一光源的一束光波,雙孔的作用是將同一束光波分成兩束“振動(dòng)情況總是相同的光束”.因?yàn)閮煽紫嗑?.08 mm左右,很近,且與單孔屏上的孔距離相等,所以單孔的光會(huì)同時(shí)到達(dá)這兩個(gè)孔,這兩個(gè)孔將同一列光一分為二,因而兩個(gè)小孔成了“兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的新波源,它們?cè)谄辽席B加,就會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋”.
(二)干涉條紋的成因
[比較推理,探究分析]
[師]通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們現(xiàn)在知道,光具有波動(dòng)性.現(xiàn)在我們是不是可以根據(jù)機(jī)械波的干涉理論來(lái)認(rèn)真探究一下實(shí)驗(yàn)中的明暗條紋是如何形成的呢?
2.亮紋(或暗紋)間距公式的推導(dǎo).
●教學(xué)方法
通過(guò)機(jī)械波干涉現(xiàn)象的復(fù)習(xí),過(guò)渡到光波的疊加,進(jìn)而提出問(wèn)題,引發(fā)思考,在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上通過(guò)探究現(xiàn)象成因,總結(jié)規(guī)律,完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo),最后通過(guò)對(duì)薄膜干涉成因的分析達(dá)到拓展應(yīng)用,提高能力的目的.
●教學(xué)過(guò)程
一、引入新課
復(fù)習(xí)機(jī)械波的干涉
(一)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
[動(dòng)手實(shí)驗(yàn),觀察描述]
介紹圖20―2楊氏實(shí)驗(yàn)裝置
(出于時(shí)間和觀察效果考慮,不在課堂上做這一實(shí)驗(yàn))
1.亮紋(或暗紋)位置的確定.
3.在認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)抽象思維能力的培養(yǎng).
三、德育目標(biāo)
通過(guò)對(duì)光的本性的初步認(rèn)識(shí),建立辯證唯物主義的世界觀.
●教學(xué)重點(diǎn)
雙縫干涉圖象的形成實(shí)驗(yàn)及分析
●教學(xué)難點(diǎn)
2.通過(guò)根據(jù)波動(dòng)理論分析單色光雙縫干涉,培養(yǎng)學(xué)生比較推理,探究知識(shí)的能力.
1.通過(guò)了解楊氏把一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的一束光分成兩束,理解相干光源的設(shè)計(jì)思想.
5.通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象,了解其應(yīng)用.
二、能力目標(biāo)
4.知道不同色光的頻率不同,掌握波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系.
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