Δr=(2n+1) ,n=0、1、2…時,出現暗紋.
[師]綜合前面分析,我們可以畫出右面圖示的雙縫干涉結果.
同時介紹一下相干光源,強調干涉條件.
[師]看來大家掌握得不錯,下面我們可以討論一些更復雜的問題.
(三)條紋間距與波長的關系[深入觀察 量化分析]
指導學生分別用紅色、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―2),比較兩種色光干涉條紋寬度,與課本第1頁彩圖2對照,得出結論: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,進行實驗)
[師]我們知道,不同色光的波長是不同的,那么干涉條紋間距的關系也就反映了不同色光的波長關系,干涉條紋間距和波長之間又有怎樣的關系呢?同學們發(fā)揮數學方面的聰明才智,我們一起來尋找它們之間量的關系.(板書)
[投影圖20―11及下列說明]
推導:(教師板演,學生表達)
由圖可知S1P=r1
[師]r1與x間關系如何?
[生]r12=l2+(x-)2
[師]r2呢?
[生]r22=l2+(x+)2
[師]路程差|r1-r2|呢?(大部分學生沉默,因為兩根式之差不能進行深入運算)
[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]請大家別忘了我們的任務是尋找Δx與λ的關系.Δr與波長有聯系嗎?
[生]有.
實驗并總結:Δr=2n?n=0、1、2…時,出現明紋.
介紹側重于單孔的作用,是獲得來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“振動情況總是相同的光束”.因為兩孔相距0.08 mm左右,很近,且與單孔屏上的孔距離相等,所以單孔的光會同時到達這兩個孔,這兩個孔將同一列光一分為二,因而兩個小孔成了“兩個振動情況完全相同的新波源,它們在屏上疊加,就會出現明暗相間的條紋”.
(二)干涉條紋的成因
[比較推理,探究分析]
[師]通過實驗,我們現在知道,光具有波動性.現在我們是不是可以根據機械波的干涉理論來認真探究一下實驗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.
●教學方法
通過機械波干涉現象的復習,過渡到光波的疊加,進而提出問題,引發(fā)思考,在實驗觀察的基礎上通過探究現象成因,總結規(guī)律,完成本節(jié)課的教學目標,最后通過對薄膜干涉成因的分析達到拓展應用,提高能力的目的.
●教學過程
一、引入新課
復習機械波的干涉
(一)雙縫干涉實驗
[動手實驗,觀察描述]
介紹圖20―2楊氏實驗裝置
(出于時間和觀察效果考慮,不在課堂上做這一實驗)
1.亮紋(或暗紋)位置的確定.
3.在認真觀察實驗事實的基礎上,加強抽象思維能力的培養(yǎng).
三、德育目標
通過對光的本性的初步認識,建立辯證唯物主義的世界觀.
●教學重點
雙縫干涉圖象的形成實驗及分析
●教學難點
2.通過根據波動理論分析單色光雙縫干涉,培養(yǎng)學生比較推理,探究知識的能力.
1.通過了解楊氏把一個點光源發(fā)出的一束光分成兩束,理解相干光源的設計思想.
5.通過實驗初步認識薄膜干涉現象,了解其應用.
二、能力目標
4.知道不同色光的頻率不同,掌握波長、波速、頻率的關系.
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