人教版(2019)選擇性必修第一冊第四章光4實驗：用雙縫干涉測量光的波長教案主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：人教版（2019）選擇性必修第一冊第四章光實驗：用雙縫干涉測量光的波長

2.教學(xué)年級和班級：高中一年級1班

3.授課時間：2023年3月15日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實驗操作，使學(xué)生掌握光的干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用，提升學(xué)生實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)推理能力。同時，通過實驗過程，增強學(xué)生的實踐操作技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團隊合作精神，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的好奇心和探索欲望。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解光的干涉現(xiàn)象及其條件，能夠區(qū)分干涉條紋與衍射條紋。

②掌握雙縫干涉實驗的原理和操作步驟，包括光源的選擇、光屏的調(diào)整、干涉條紋的觀察和測量。

③學(xué)會使用公式計算光的波長，并能通過實驗數(shù)據(jù)驗證公式的正確性。

2.教學(xué)難點，

①理解光程差與干涉條紋位置的關(guān)系，能夠準(zhǔn)確計算光程差。

②掌握實驗誤差的來源和減小誤差的方法，提高實驗數(shù)據(jù)的可靠性。

③在實驗過程中，能夠靈活調(diào)整實驗裝置，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

④將實驗結(jié)果與理論公式相結(jié)合，理解波長測量的物理意義，并能夠解釋實驗現(xiàn)象。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實驗操作，首先通過講解光的干涉原理和實驗步驟，幫助學(xué)生建立概念。

2.引入小組討論，讓學(xué)生在實驗前預(yù)測實驗結(jié)果，培養(yǎng)科學(xué)推理能力。

3.組織學(xué)生進行實際操作，通過實驗觀察和記錄，提升學(xué)生的實踐操作技能。

4.使用多媒體教學(xué)，展示干涉條紋的形成過程和計算方法，幫助學(xué)生直觀理解。

5.設(shè)定實驗報告撰寫任務(wù)，鼓勵學(xué)生自主分析和總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，提高書面表達和科學(xué)寫作能力。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細內(nèi)容：首先，通過展示光的干涉現(xiàn)象的圖片或視頻，引發(fā)學(xué)生的興趣。接著，提出問題：“大家能否觀察到光的其他行為，比如衍射？”引導(dǎo)學(xué)生思考光的波動性質(zhì)。然后，介紹本節(jié)課的主題：“今天我們將通過實驗探究光的干涉現(xiàn)象，并學(xué)習(xí)如何測量光的波長。”用時5分鐘。

2.新課講授

①講解光的干涉原理

詳細內(nèi)容：講解光的波動性、干涉條紋的形成條件、光程差的概念。通過板書或多媒體展示干涉條紋的形成過程，幫助學(xué)生理解干涉現(xiàn)象。舉例說明實際生活中的干涉現(xiàn)象，如肥皂泡、油膜等。用時10分鐘。

②實驗原理與步驟

詳細內(nèi)容：介紹雙縫干涉實驗的原理，包括光源的選擇、光屏的調(diào)整、干涉條紋的觀察和測量。講解實驗過程中可能遇到的問題及解決方法。展示實驗裝置圖，讓學(xué)生對實驗過程有直觀了解。用時5分鐘。

③波長計算方法

詳細內(nèi)容：講解如何使用公式計算光的波長，包括測量干涉條紋間距、計算光程差等步驟。舉例說明實際計算過程，幫助學(xué)生掌握計算方法。用時5分鐘。

3.實踐活動

①學(xué)生分組實驗

詳細內(nèi)容：將學(xué)生分成小組，每組進行雙縫干涉實驗。教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在實驗過程中遇到的問題。用時20分鐘。

②數(shù)據(jù)記錄與分析

詳細內(nèi)容：要求學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，包括干涉條紋間距、光程差等。引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律。用時10分鐘。

③實驗報告撰寫

詳細內(nèi)容：指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)撰寫實驗報告，包括實驗?zāi)康?、原理、步驟、結(jié)果和分析等。用時15分鐘。

4.學(xué)生小組討論

3方面內(nèi)容舉例回答：

①實驗過程中如何減小誤差？

舉例回答：通過精確測量干涉條紋間距、保持實驗裝置穩(wěn)定等方式減小誤差。

②如何判斷干涉條紋的間距？

舉例回答：通過目測或使用刻度尺測量干涉條紋間距，并計算平均值。

③實驗結(jié)果與理論值有何差異？原因是什么？

舉例回答：實驗結(jié)果與理論值存在一定差異，可能是由于實驗誤差、光源穩(wěn)定性等因素導(dǎo)致。用時5分鐘。

5.總結(jié)回顧

詳細內(nèi)容：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)光的干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用?？偨Y(jié)實驗過程中的重難點，如減小誤差、計算波長等。鼓勵學(xué)生在日常生活中觀察光的干涉現(xiàn)象，提高物理素養(yǎng)。用時5分鐘。

總用時：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.理解光的干涉現(xiàn)象：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解光的干涉現(xiàn)象，知道干涉條紋的形成條件，理解光程差在干涉條紋位置中的作用。學(xué)生能夠區(qū)分干涉條紋與衍射條紋，并能解釋實際生活中的干涉現(xiàn)象，如肥皂泡、油膜等。

2.掌握實驗操作技能：學(xué)生通過實際操作雙縫干涉實驗，掌握了實驗裝置的調(diào)整、光源的選擇、光屏的觀察等操作技能。學(xué)生能夠獨立完成實驗，并能根據(jù)實驗結(jié)果進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理。

3.理解波長測量方法：學(xué)生學(xué)會了使用公式計算光的波長，并能通過實驗數(shù)據(jù)驗證公式的正確性。學(xué)生能夠?qū)嶒灲Y(jié)果與理論公式相結(jié)合，理解波長測量的物理意義。

4.提高科學(xué)探究能力：在實驗過程中，學(xué)生通過觀察、分析、討論等方式，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力。學(xué)生能夠提出問題、設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并得出結(jié)論。

5.增強團隊合作精神：本節(jié)課采用小組合作的方式進行，學(xué)生在實驗過程中相互協(xié)作，共同解決問題。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，提高溝通能力和協(xié)作能力。

6.提升科學(xué)素養(yǎng)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更好地理解光的波動性質(zhì)，增強對物理學(xué)的好奇心和探索欲望。學(xué)生能夠?qū)⑽锢韺W(xué)知識應(yīng)用于實際生活中，提高科學(xué)素養(yǎng)。

7.提高書面表達和科學(xué)寫作能力：學(xué)生在撰寫實驗報告的過程中，提高了書面表達和科學(xué)寫作能力。學(xué)生能夠按照一定的格式和結(jié)構(gòu)撰寫報告，清晰地表達實驗?zāi)康?、原理、步驟、結(jié)果和分析等。

8.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度：學(xué)生在實驗過程中，學(xué)會了嚴(yán)謹(jǐn)對待實驗數(shù)據(jù)，對待實驗結(jié)果認(rèn)真分析，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

9.激發(fā)創(chuàng)新思維：在實驗過程中，學(xué)生可能會遇到各種問題，需要尋找解決方案。這有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高解決問題的能力。

10.提高自主學(xué)習(xí)能力：本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識，如光的波動性、干涉條紋的形成條件等。這有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課后作業(yè)1.實驗報告分析題：

實驗報告如下：

實驗數(shù)據(jù)：

-干涉條紋間距d=0.5cm

-光源波長λ=532nm

-光屏到雙縫的距離L=100cm

-測量得到的三條干涉條紋間距分別為0.48cm，0.49cm，0.50cm

請分析實驗數(shù)據(jù)，計算實際測量得到的波長，并討論實驗誤差的可能來源。

答案：

-實際測量得到的平均干涉條紋間距：d_avg=(0.48+0.49+0.50)/3=0.49cm

-實際測量得到的波長：λ_measured=d_avg*L/d=0.49cm*100cm/0.5cm=98nm

-實驗誤差可能來源包括：測量工具的精度、環(huán)境溫度和濕度變化對光源波長的微小影響、光屏到雙縫的距離測量誤差等。

2.波長計算題：

一束光通過雙縫后產(chǎn)生干涉條紋，若干涉條紋間距為0.2cm，光屏到雙縫的距離為1m，求該光波的波長。

答案：λ=d*L/d'=0.2cm*1m/0.2cm=1m

3.條紋間距變化題：

在雙縫干涉實驗中，若保持光屏到雙縫的距離不變，將光源的波長由500nm增加到1000nm，求干涉條紋間距如何變化。

答案：條紋間距與波長成正比，所以條紋間距將增加到原來的兩倍。

4.光程差計算題：

在雙縫干涉實驗中，若雙縫間距為0.5mm，光源波長為600nm，求干涉條紋中心點的光程差。

答案：光程差=λ*(n2-n1)，其中n2和n1分別為兩條路徑上的折射率。在空氣中，n1和n2約為1，所以光程差約為600nm。

5.條紋移動題：

在雙縫干涉實驗中，若雙縫間距為0.2mm，光源波長為546nm，當(dāng)光屏沿垂直于雙縫的方向移動5cm時，干涉條紋如何移動？

答案：干涉條紋將沿著垂直于光屏和雙縫的方向移動，移動距離由光程差的變化決定。移動距離約為光程差除以光屏到雙縫的距離，即約為0.546nm/0.05m=0.0094cm。板書設(shè)計1.光的干涉現(xiàn)象

①干涉現(xiàn)象的定義

②干涉條件：兩束光必須相干，即頻率相同、相位差恒定

③干涉條紋的形成：光波相互疊加，形成明暗相間的條紋

2.雙縫干涉實驗

①實驗原理：光通過雙縫后，在光屏上形成干涉條紋

②實驗裝置：光源、雙縫、光屏、測量工具

③實驗步驟：調(diào)整光源、光屏和雙縫的位置，觀察干涉條紋

3.干涉條紋間距

①干涉條紋間距公式：d=λL/d'

②d：干涉條紋間距

③λ：光波的波長

④L：光屏到雙縫的距離

⑤d'：雙縫間距

4.光程差

①光程差定義：光波傳播過程中，兩條路徑的光程差

②光程差公式：ΔL=nλΔx

③ΔL：光程差

④n：折射率

⑤λ：光波的波長

⑥Δx：兩條路徑的長度差

5.波長測量

①波長測量公式：λ=d*L/d'

②d：干涉條紋間距

③L：光屏到雙縫的距離

④d'：雙縫間距

⑤實驗測量波長：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算得到課堂1.課堂評價

①提問評價：在課堂教學(xué)中，通過提問來檢驗學(xué)生對光干涉現(xiàn)象的理解程度。例如，可以提問：“什么是干涉條紋？干涉條紋是如何形成的？”通過學(xué)生的回答，了解他們對基本概念的理解是否準(zhǔn)確。

②觀察評價：在實驗操作環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的實驗操作是否規(guī)范，是否能夠按照實驗步驟正確進行操作。例如，觀察學(xué)生是否能夠正確調(diào)整光源、光屏和雙縫的位置，以及是否能夠準(zhǔn)確測量干涉條紋間距。

③測試評價：在課程結(jié)束后，通過小測驗或隨堂測試來評估學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握情況。測試可以包括選擇題、填空題和簡答題，以檢驗學(xué)生對干涉現(xiàn)象、實驗原理和計算公式的理解。

2.作業(yè)評價

①實驗報告評價：對學(xué)生的實驗報告進行仔細批改，檢查實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實驗步驟的完整性以及分析討論的深度。例如，評價學(xué)生是否能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算波長，是否能夠分析實驗誤差的可能來源。

②計算題評價：批改學(xué)生完成的計算題，確保他們能夠正確應(yīng)用公式進行計算，并能夠解釋計算結(jié)果。例如，評價學(xué)生是否能夠根據(jù)干涉條紋間距和光屏到雙縫的距離計算波長，是否能夠理解公式背后的物理意義。

③小組討論評價：評估學(xué)生在小組討論中的參與度和貢獻。例如，評價學(xué)生是否能夠積極參與討論，是否能夠提出有見地的觀點，以及是否能夠有效地與他人合作。

④反饋與鼓勵：在評價過程中，及時給予學(xué)生反饋，指出他們的優(yōu)點和需要改進的地方。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，給予表揚和鼓勵，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和動力。對于表現(xiàn)不佳的學(xué)生，提供個別輔導(dǎo)，幫助他們克服學(xué)習(xí)困難。

3.評價工具與方法

①提問：通過課堂提問，實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時調(diào)整教學(xué)策略。

②觀察記錄：記錄學(xué)生的