《光的衍射》教學(xué)設(shè)計(jì)【教材選擇】人教版普通高中教科書(shū)《物理選擇性必修第一冊(cè)》第四章第五節(jié)——《光的衍射》?！窘滩姆治觥俊段锢磉x擇性必修第一冊(cè)》第四章《光》共分為六小節(jié)，而本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了第三章機(jī)械波，第四章光的折射、全反射、干涉的基礎(chǔ)上對(duì)光的波動(dòng)性的進(jìn)一步研究，因此學(xué)好本節(jié)課既加深了對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)光的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)?！緦W(xué)情分析】學(xué)習(xí)本節(jié)課時(shí)，學(xué)生已經(jīng)初步了解了機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的一般規(guī)律，知道機(jī)械波具有干涉衍射等特性，并且認(rèn)識(shí)到光也是一種波，具有波動(dòng)性。同時(shí)還具備了一定的實(shí)驗(yàn)探究能力。本節(jié)課的學(xué)習(xí)光的衍射打破了“光沿直線傳播”的認(rèn)識(shí)，因此在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生應(yīng)該注意打破思維慣性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、善于思考、勤于動(dòng)手，避免被動(dòng)填鴨，注重搜集和處理信息，獲取新知識(shí)學(xué)會(huì)解決問(wèn)題，注意邏輯線索，構(gòu)建屬于自己的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)1.了解光的衍射概念及發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件；2.通過(guò)觀看演示圖片及演示視頻，思考光發(fā)生衍射現(xiàn)象的本質(zhì)，用科學(xué)類比的方法研究光的衍射現(xiàn)象與光的干涉現(xiàn)象的共同點(diǎn)與異同點(diǎn)；3.知道衍射、衍射光柵在生產(chǎn)生活中以及科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，了解科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系。人文素養(yǎng)目標(biāo)能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)應(yīng)用在生活中，在生活中發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，用所學(xué)的物理知識(shí)解釋生活中的物理現(xiàn)象，在科學(xué)研究中必須要有堅(jiān)定的自信心和踏實(shí)勤奮的態(tài)度?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】認(rèn)識(shí)光的明顯衍射的條件，知道衍射條紋與縫寬的關(guān)系，并能區(qū)分單縫衍射與雙縫干涉條紋?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】通過(guò)眾多光的衍射實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性?！窘谭ā繉?duì)光的衍射現(xiàn)象探究采用實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)法，對(duì)光的衍射現(xiàn)象與光的干涉現(xiàn)象的共同點(diǎn)與異同點(diǎn)的分析采用科學(xué)類比的方法。在教學(xué)中實(shí)行教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析討論；學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)，讓學(xué)生參與到課堂中，引導(dǎo)學(xué)生來(lái)探索規(guī)律并讓學(xué)生試著自己得出結(jié)論。重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，掌握獲取新知識(shí)的過(guò)程和方法，養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng).【教學(xué)用具】激光干涉衍射演示儀(及相關(guān)的配件)、單絲白熾燈、紅燈、藍(lán)色燈，單縫衍射觀察片、衍射光柵、多媒體素材。【課型及課時(shí)】新授課1課時(shí)。教學(xué)事件教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課引入光的衍射提問(wèn)：波具有干涉和衍射的特性，那么什么是波的衍射現(xiàn)象？多媒體演示水波的衍射現(xiàn)象。提問(wèn)：既然光是一種波具有波動(dòng)性，那么光在傳播過(guò)程中應(yīng)該也有衍射現(xiàn)象，大家討論一下生活中有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)光的衍射現(xiàn)象呢？若有請(qǐng)舉例說(shuō)明。引導(dǎo)學(xué)生回顧機(jī)械波的衍射現(xiàn)象，以聲波為例，只聞其聲不見(jiàn)其人。提問(wèn)：機(jī)械波發(fā)生明顯衍射的條件是什么？提問(wèn)：那么大家思考一下，為什么日常生活中我們不易觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？教師總結(jié)并鼓勵(lì)學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決這一問(wèn)題。教師對(duì)學(xué)生們的設(shè)計(jì)方案加以肯定和鼓勵(lì)。演示實(shí)驗(yàn)：在擋板上安裝一個(gè)寬度可調(diào)的單縫，用激光筆照射單縫，讓光速投射到縫后適當(dāng)距離的墻壁上，從大到小調(diào)節(jié)單縫寬度，逐步進(jìn)行演示，提醒學(xué)生觀察衍射現(xiàn)象條紋的變化。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和學(xué)生一起總結(jié)單色光單縫衍射條紋特點(diǎn)：①中央條紋亮而寬；②兩側(cè)條紋較窄、較暗；③條紋具有對(duì)稱性讓學(xué)生回答并描述衍射現(xiàn)象的特征。學(xué)生討論，討論后應(yīng)該心有困惑：光應(yīng)該有衍射現(xiàn)象，但無(wú)法舉例說(shuō)明，生活中只發(fā)現(xiàn)光沿直線傳播。學(xué)生回顧學(xué)生回答：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或者和波長(zhǎng)差不多。學(xué)生討論，可能是光的波長(zhǎng)太小不易發(fā)生衍射。學(xué)生討論，設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀察到當(dāng)縫比較寬時(shí)，光沿著直線通過(guò)狹縫，在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當(dāng)?shù)牧翖l紋。但是，當(dāng)縫調(diào)到很窄時(shí)，盡管亮條紋的亮度有所降低，但是寬度反而增大了，而且還出現(xiàn)了明暗相間的條紋。學(xué)生共同總結(jié)。知識(shí)回顧類比教學(xué)使學(xué)生對(duì)已有觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，激發(fā)探究興趣。知識(shí)回顧，便于新知理解。讓學(xué)生親自體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，體現(xiàn)學(xué)生在課堂的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析歸納能力?！窘虒W(xué)程序設(shè)計(jì)】教學(xué)事件教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖衍射光柵教師分發(fā)單縫衍射觀察片，每片觀察片刻有二條寬度不同的單縫．讓學(xué)生通過(guò)單縫分別觀察設(shè)在教室前、后的紅色燈、藍(lán)色燈的衍射現(xiàn)象，讓學(xué)生仔細(xì)觀察：①同一縫紅色衍射條紋與藍(lán)色衍射條紋是否有區(qū)別？②同一種色光，單縫寬度不同衍射條紋是否有區(qū)別？讓學(xué)生通過(guò)單縫觀察白熾燈的衍射圖樣。提問(wèn)：?jiǎn)紊飧缮婧脱苌涞臈l紋區(qū)別？例題：用紅藍(lán)單色光分別照射單縫和雙縫，給出4個(gè)條紋圖片，讓學(xué)生辨別條紋圖片是哪種情況的？介紹衍射光柵，播放多媒體視頻，單縫衍射的條紋比較寬，而且距離中央亮條紋較遠(yuǎn)的條紋，亮度也很低，如果增加狹縫的個(gè)數(shù)，衍射條紋的寬度將變窄。利用衍射光柵片演示實(shí)驗(yàn)。利用多媒體課件介紹透射光柵和反射光柵及光柵在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用。例如：X射線光柵元件在X射線天文望遠(yuǎn)鏡的應(yīng)用。學(xué)生動(dòng)手觀察單縫衍射，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納最后總結(jié)規(guī)律：①波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大。②單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)的(紅光)中央亮紋寬，條紋間隔大。③白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色。學(xué)生總結(jié)區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法：根據(jù)條紋的寬度區(qū)分，雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的；而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的條紋變窄．學(xué)生回答。學(xué)生觀看視頻，了解光柵的原理。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀看課件，了解光柵在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用。讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，歸納總結(jié)能力。讓學(xué)生更好的區(qū)分光的干涉和衍射現(xiàn)象，及鞏固了對(duì)干涉相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的記憶又加深了對(duì)光的衍射現(xiàn)象的理解。讓學(xué)生對(duì)衍射光柵有一定的了解，同時(shí)激發(fā)學(xué)生探求科學(xué)的欲望。教學(xué)事件教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖光的衍射的應(yīng)用與防止科學(xué)漫步利用多媒體課件放映利用光學(xué)顯微鏡觀察物體時(shí)的現(xiàn)象，讓學(xué)生觀察有什么不足。教師解釋這是由于在物體邊緣發(fā)生衍射導(dǎo)致物體邊緣模糊不清，所以有時(shí)要避免衍射現(xiàn)象的發(fā)生。介紹衍射現(xiàn)象的應(yīng)用：用X射線的衍射觀察DNA的結(jié)構(gòu)。教師介紹光學(xué)相關(guān)的物理學(xué)史及泊松亮斑的趣事。提問(wèn)學(xué)生從中受到什么啟發(fā)？鼓勵(lì)學(xué)生多思考多實(shí)踐。學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體邊緣有些模糊。學(xué)生觀看多媒體課件。學(xué)生談自己受到的啟發(fā)。讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)在生活中的重要性。讓學(xué)生體會(huì)到在科學(xué)探究中要注意到實(shí)踐的重要性。【板書(shū)設(shè)計(jì)】4.5光的衍射光的衍射衍射光柵光的衍射的應(yīng)用與防止科學(xué)漫步【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】1.重視實(shí)驗(yàn):通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)疑、解疑、探求規(guī)律，又通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)的知識(shí)充分體現(xiàn)了物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示物理規(guī)律的重要方法和手段。2.重視應(yīng)用媒體輔助教學(xué)，提高課堂