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日上午第二節課

4.教學時數：1課時核心素養目標分析本節課旨在培養學生科學探究能力，通過實驗操作，使學生掌握光的干涉現象及其應用，提升學生實驗設計、數據分析和科學推理能力。同時，通過實驗過程，增強學生的實踐操作技能，培養嚴謹的科學態度和團隊合作精神，激發學生對物理學的好奇心和探索欲望。教學難點與重點1.教學重點，

①理解光的干涉現象及其條件，能夠區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、光屏的調整、干涉條紋的觀察和測量。

③學會使用公式計算光的波長，并能通過實驗數據驗證公式的正確性。

2.教學難點，

①理解光程差與干涉條紋位置的關系，能夠準確計算光程差。

②掌握實驗誤差的來源和減小誤差的方法，提高實驗數據的可靠性。

③在實驗過程中，能夠靈活調整實驗裝置，確保實驗結果的準確性。

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

2.引入小組討論，讓學生在實驗前預測實驗結果，培養科學推理能力。

3.組織學生進行實際操作，通過實驗觀察和記錄，提升學生的實踐操作技能。

4.使用多媒體教學，展示干涉條紋的形成過程和計算方法，幫助學生直觀理解。

5.設定實驗報告撰寫任務，鼓勵學生自主分析和總結實驗數據，提高書面表達和科學寫作能力。教學流程1.導入新課

詳細內容：首先，通過展示光的干涉現象的圖片或視頻，引發學生的興趣。接著，提出問題：“大家能否觀察到光的其他行為，比如衍射？”引導學生思考光的波動性質。然后，介紹本節課的主題：“今天我們將通過實驗探究光的干涉現象，并學習如何測量光的波長。”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，幫助學生理解干涉現象。舉例說明實際生活中的干涉現象，如肥皂泡、油膜等。用時10分鐘。

②實驗原理與步驟

詳細內容：介紹雙縫干涉實驗的原理，包括光源的選擇、光屏的調整、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，幫助學生掌握計算方法。用時5分鐘。

3.實踐活動

①學生分組實驗

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

②數據記錄與分析

詳細內容：要求學生記錄實驗數據，包括干涉條紋間距、光程差等。引導學生分析數據，發現實驗規律。用時10分鐘。

③實驗報告撰寫

詳細內容：指導學生根據實驗數據撰寫實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、結果和分析等。用時15分鐘。

4.學生小組討論

3方面內容舉例回答：

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實驗結果與理論值有何差異？原因是什么？

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

5.總結回顧

詳細內容：回顧本節課所學內容，強調光的干涉現象及其應用。總結實驗過程中的重難點，如減小誤差、計算波長等。鼓勵學生在日常生活中觀察光的干涉現象，提高物理素養。用時5分鐘。

總用時：45分鐘學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.理解光的干涉現象：通過本節課的學習，學生能夠理解光的干涉現象，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。學生能夠區分干涉條紋與衍射條紋，并能解釋實際生活中的干涉現象，如肥皂泡、油膜等。

2.掌握實驗操作技能：學生通過實際操作雙縫干涉實驗，掌握了實驗裝置的調整、光源的選擇、光屏的觀察等操作技能。學生能夠獨立完成實驗，并能根據實驗結果進行誤差分析和數據處理。

3.理解波長測量方法：學生學會了使用公式計算光的波長，并能通過實驗數據驗證公式的正確性。學生能夠將實驗結果與理論公式相結合，理解波長測量的物理意義。

4.提高科學探究能力：在實驗過程中，學生通過觀察、分析、討論等方式，培養了科學探究能力。學生能夠提出問題、設計實驗、收集數據、分析結果，并得出結論。

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

6.提升科學素養：通過本節課的學習，學生能夠更好地理解光的波動性質，增強對物理學的好奇心和探索欲望。學生能夠將物理學知識應用于實際生活中，提高科學素養。

7.提高書面表達和科學寫作能力：學生在撰寫實驗報告的過程中，提高了書面表達和科學寫作能力。學生能夠按照一定的格式和結構撰寫報告，清晰地表達實驗目的、原理、步驟、結果和分析等。

8.培養嚴謹的科學態度：學生在實驗過程中，學會了嚴謹對待實驗數據，對待實驗結果認真分析，培養了嚴謹的科學態度。

9.激發創新思維：在實驗過程中，學生可能會遇到各種問題，需要尋找解決方案。這有助于激發學生的創新思維，提高解決問題的能力。

10.提高自主學習能力：本節課的學習過程中，學生需要自主學習相關知識，如光的波動性、干涉條紋的形成條件等。這有助于提高學生的自主學習能力，為今后的學習打下基礎。課后作業1.實驗報告分析題：

實驗報告如下：

實驗數據：

-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

請分析實驗數據，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。板書設計1.光的干涉現象

①干涉現象的定義

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：根據實驗數據計算得到課堂1.課堂評價

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

②觀察評價：在實驗操作環節，觀察學生的實驗操作是否規范，是否能夠按照實驗步驟正確進行操作。例如，觀察學生是否能夠正確調整光源、光屏和雙縫的位置，以及是否能夠準確測量干涉條紋間距。

③測試評價：在課程結束后，通過小測驗或隨堂測試來評估學生對本節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，以檢驗學生對干涉現象、實驗原理和計算公式的理解。

2.作業評價

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

②計算題評價：批改學生完成的計算題，確保他們能夠正確應用公式進行計算，并能夠解釋計算結果。例如，評價學生是否能夠根據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：評估學生在小組討論中的參與度和貢獻。例如，評價學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，及時給予學生反饋，指出他們的優點和需要改進的地方。對于表現優秀的學生，給予表揚和鼓勵，以激發他們的學習興趣和動力。對于表現不佳的學生，提供個別輔導，幫助他們克服學習困難。

3.評價工具與方法

①提問：通過課堂提問，實時了解學生的學習狀態，及時調整教學策略。

②觀察記錄：記錄學生的