高中教案物理第1篇【教学目标】(一)知识与技能通过实验观察认识光的干涉现象,知道从光的干涉现象说明光是一种波。掌握光的双缝干涉现象是如何产生的,何处出现亮条纹,何处出现暗条纹。(二)过程与方法通过杨氏下面是小编为大家整理的高中教案物理集锦6篇,供大家参考。
【教学目标】
(一)知识与技能
通过实验观察认识光的干涉现象,知道从光的干涉现象说明光是一种波。
掌握光的双缝干涉现象是如何产生的,何处出现亮条纹,何处出现暗条纹。
(二)过程与方法
通过杨氏双缝干涉实验,体会把一个点光源发出的一束光分成两束,得到相干光源的设计思想。
通过根据波动理论分析单色光双缝干涉,培养学生比较推理,探究知识的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过对光的本性的初步认识,建立辩证唯物主义的世界观。
【教学重点】双缝干涉图象的形成实验及分析。
【教学难点】亮纹(或暗纹)位置的确定。
【教学方法】复习提问,实验探究,计算机辅助教学
【教学用具】JGQ型氦氖激光器一台,双缝干涉仪,多媒体电脑及投影装置,多媒体课件(相关静态图片及Flash动画)
【教学过程】
(一)引入新课
复习机械波的干涉
[复习提问,诱导猜想]
[多媒体投影静态图片]
师:大家对这幅图还有印象吗?
生:有,波的干涉示意图。
师:[投影问题]请大家回忆思考下面的问题:
图中,S1、S2是两个振动情况总是相同的波源,实线表示波峰,虚线表示波谷,a、b、c、d、e中哪些点振动加强?哪些点振动减弱?
学生回答结果不出所料,大部分同学能答出a、c两点振动加强,d、e两点振动减弱,而对于b点则出现了争议。一种认为b点是振动加强点,另一种则认为b点是由加强到减弱的过渡状态。
师:b点振动加强和减弱由什么来决定呢?只有弄清这一点才能解决两派同学的争端。
(有学生低语,“路程差”)
师:好!刚才这位同学说到了关键,那么就请你来分析一下b点与S1、S2两点的路程差。
生:由图可以看出OO′是S1、S2连线的中垂线,所以b到S1、S2的路程差为零。
师:那么b点应为振动——(学生一起回答):加强点。
(教师总结机械波干涉的规律,突出强调两列波的振动情况总是完全相同。)
师:光的波动理论认为,光具有波动性。那么如果两列振动情况总是相同的光叠加,也应该出现振动加强和振动减弱的区域,并且出现振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。那么这种干涉是一个什么图样呢?大家猜猜。
生:应是明暗相间的图样。
师:猜想合理。那么有同学看到过这一现象吗?
(学生一片沉默,表示没有人看到过)
师:看来大家没有见过。是什么原因呢?
[生1]可能是日常生活中找不到两个振动情况总相同的光源。
[生2]可能是我们看见了但不知道是光的干涉现象。
师:两位同学分析得非常好,也许是没有干涉的条件,也许是相逢未必曾相识。大家看他们俩谁分析得对呢?
生:我觉得生1说的不成立,这样的光源很多,像我们教室里的日光灯,我觉得它们完全相同。
师:好。我们可以现场来试试。
(先打开一盏日光灯,再打开另一盏对称位置的日光灯)
师:请大家认真找一找,墙上、地上、天花板上,有没有出现明暗相间的干涉现象?
(大家积极寻找,没有发现,思维活跃,议论纷纷)
师:看来两个看似相同的日光灯或白炽灯光源并不是“振动情况总相同的光源”。
[投影图]
师:1801年,英国物理学家托马斯·杨想出了一个巧妙的办法,把一个点光源分成两束,从而找到了“两个振动情况总是相同的光源”,成功地观察到了干涉条纹,为光的波动说提供了有力的证据,推动了人们对光的本性的认识。下面我们就来重做这一著名的双缝干涉实验。
(二)进行新课
杨氏干涉实验
[动手实验,观察描述]
介绍杨氏实验装置(如图)
师:用氦氖激光器演示双缝干涉实验。
用激光器发出的红色光(平行光)垂直照射双缝,将干涉图样投影到教室的墙上,引导学生注意观察现象。
现象:可以看到,墙壁上出现明暗相间的干涉条纹。
师:(介绍)狭缝S1和S2相距很近,双缝的作用是将同一束光波分成两束“振动情况总是相同的光束”。这样就得到了频率相同的两列光波,它们在屏上叠加,就会出现明暗相间的条纹”。
结论:杨氏实验证明,光的确是一种波。
亮(暗)条纹的位置
[比较推理,探究分析]
师:通过实验,我们现在知道,光具有波动性。现在我们是不是可以根据机械波的干涉理论来认真探究一下实验中的明暗条纹是如何形成的呢?
[投影图]
图中,P0点距S1、S2距离相等,路程差Δ=S1 P0-S2 P0=0应出现亮纹,(中央明纹)
[演示动画]图20—3中S1、S2发出的正弦波形在P点相遇叠加,P点振动加强(如图)
EMBED
鉴于上述动画的表述角度和效果,教师在此基础上再播放动画,如下图所示振动情况示意图,使学生进一步明确.不管波处于哪种初态,P0点的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇,振幅A总为A1、A2之和,即P点总是振动加强点,应出现亮纹。
EMBED
师:那么其他点情况如何呢?
[投影图]
EMBED
P1点应出现什么样的条纹?
一、教学目标
1.知道非纯电阻电路中的能量转化情况,并能进行相关计算。
2.通过纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的对比,提高归纳总结、对比分析的能力。
3.提高物理学习兴趣,发现生活中的物理知识。
二、教学重难点
【重点】非纯电阻电路中的能量转化。
【难点】纯电阻、非纯电阻电路的区分,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
三、教学过程
(一)新课导入
复习导入:提问焦耳定律讨论的是电路中怎样的能量转化情况?学生回答电能完全转化为内能的情况。
进一步提问:实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载,如电动机,那电动机的能量转化情况又是如何呢?进而引入新课——《电路中的能量转化》。
(二)新课讲授
1.非纯电阻电路中的能量转化
提问:结合生活经验,电动机是将消耗的电能全部转化成机械能了吗?
学生回答:电动机除了将电能转化成机械能以外,还有一部分电能转化成了内能。
小组讨论:当电动机接上电源后,会带动风扇转动,这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?
一、教学目标
知道分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力.
知道分子力为零时,分子间距离 的数量级.
知道分子间距离r< 时,实际表现的分子力为斥力,这个斥力随r的减小而迅速增大.
知道分子间的距离r> 时,实际表现的分子力为引力,这个引力随r的增大而减小.
知道r增大到什么数量级时,分子引力已很微弱,可忽略不计.
能用分子力解释简单的现象.
二、重点难点
重点:分子间同时存在的引力和斥力的特点.
难点:对分子间的作用力跟分子间距离关系的理解和掌握.
三、教与学
教学过程:
组成物体的分子间虽有空隙,但大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,固体和液体很难被压缩,拉伸物体需要力,种.种事实表明分子间存在相互作用力.
(一)分子间存在相互作用力
【演示】
(1)压紧两表面洁净的铅块,使它们合在一起,下面的铅块不下落.
(2)压缩一固体(如一铅块)很不容易,物体内要产生反抗的弹力
分子间存在相互作用的引力(如:压紧的铅块结合在一起,它们不易被拉开)
分子间存在相互作用的斥力(如:固体和液体很难被压缩)
【注意】
压缩气体也需要力,不说明分子间存在斥力作用,压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁(活塞)时对容器壁(活塞)产生的压力.
分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力(分子力).
(二)分子间相互作用力的特点
分子间的引力和斥力同时存在.
分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关.
分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,且斥力总比引力随r的增大衰减得快.
(三)分子力与距离的关系示意图(可用课件展示)
如下图所示,F>0为斥力,F<0为引力,横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线,横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线,实线为分子间引力和斥力的合力F(分子力)随r的变化图线.
当r= 时,分子间引力和斥力相平衡, ,分子处于平衡位置,其中 为分子直径的数量级,约为 .
当r< 时, ,对外表现的分子力F为斥力.
当r> 时, ,对外表现的分子力F为引力.
当r>10 时,分子间相互作用力变得十分微弱,可认为分子力F为零(如气体分子间可认为作用力为零).
(四)引起分子间相互作用力的原因
★新课标要求
(一)知识与技能
了解什么是热辐射及热辐射的特性,了解黑体与黑体辐射
了解黑体辐射的实验规律,了解黑体热辐射的强度与波长的关系
了解能量子的概念
(二)过程与方法
了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
(三)情感、态度与价值观
领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教学重点
能量子的概念
★教学难点
黑体辐射的实验规律
★教学方法
教师启发、引导,学生讨论、交流。
★教学用具:
投影片,多媒体辅助教学设备
★课时安排
1 课时
★教学过程
(一)引入新课
教师:介绍能量量子化发现的背景:(多媒体投影,见课件。)
19世纪末页,牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功:在机械运动方面不用说,在分子物理方面,成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面,建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。
1900年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言:“科学的大厦已经基本完成,后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
也就是说:物理学已经没有什么新东西了,后一辈只要把做过的实验再做一做,在实验数据的小数点后面在加几位罢了!
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家,就在上面提到的文章中他还讲到:
“但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,----”
这两朵乌云是指什么呢?
一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而, 事隔不到一年(1900年底),就从第一朵乌云中降生了量子论,紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇,物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”。
点出课题:我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现
(二)进行新课
黑体与黑体辐射
教师:在了解什么是黑体与黑体辐射之前,请同学们先阅读教材,了解一下什么是热辐射。
学生:阅读教材关于热辐射的描述。
教师:通过课件展示,加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示,使学生进一步了解热辐射的特点,为黑体概念的提出准备知识。
(1)热辐射现象
固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
例如:铁块 温度↑
从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
从能量转化的角度来认识,是热能转化为电磁能的过程。
(2)黑体
教师:除了热辐射之外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念:能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体,称为绝对黑体,简称黑体。
教师:课件展示黑体模型。
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。如图所示。
光的干涉
物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
一、教学目标
认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.
理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征.
通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力.
通过“扬氏双缝干涉”实验的学习,渗透科学家认识事物科学的物理思维方法.
二、重点、难点分析
波的干涉条件,相干光源.
如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔,如何理解“加强”和“减弱”.
培养学生观察、表述、分析能力.
三、教具
演示水波干涉现象:频率可调的两个波源,发波水槽,投影幻灯,屏幕.
演示光的干涉现象:直丝白炽灯泡;单缝;双缝;红、绿、蓝、紫滤色片;光的干涉演示仪;激光干涉演示仪.
干涉图样示意挂图,为分析干涉所做的幻灯片;或电脑及干涉现象示意的动画软件.
四、主要教学过程
(一)引入
由机械波的干涉现象引入:首先演示“水波干涉现象”,并向学生提出问题.
(1)这是什么现象?
(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象?
让学生回答,让学生描述稳定干涉现象的特征,指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景;一切波都能发生干涉现象,干涉现象是波特有的现象.要得到稳定干涉现象需是相干波源.
(二)教学过程设计
新课教学:
双缝干涉
什么是双缝干涉:平行的单色光照射到相距很近的双狭缝上,在狭缝后的光屏上出现亮暗相间条纹的现象叫做双缝干涉现象。
问题:在什么样的条件下才能在屏幕上形成亮暗相间的条纹呢?根据波的叠加原理,可知:在同一种介质中传播的两列波,当两个波源的频率相同,振动状态完全相同或有恒定的相位差时,就会出现干涉现象。
形成光波干涉的条件
一、偏振现象
偏振现象
如图13-6-1所示,机械波是横波时,当质点的振动方向与狭缝平行时,机械波能透过狭缝传播(图甲),反之,则不能传播(图乙).
对纵波而言,不管什么情况,纵波总能透过狭缝而传播(图丙).
图13-6-1
学法一得 横波只沿着某一个特定的方向振动,称为波的偏振.只有横波才有偏振现象,而纵波没有偏振现象.所以,光是一种横波.
自然光和偏振光
(1)自然光
从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合,所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向,这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光.
如图13-6-2所示,普通光源S发出的光经过偏振片时,后面的光屏是明亮的,说明光透过了偏振片;若转动偏振片,光屏上亮度不变,说明透过光的强度不变,由此可知,自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同.
图13-6-2
联想发散 偏振片是由特殊材料制成的,其“狭缝”用肉眼不能看见,它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过.
深化升华 通过偏振片后,自然光就变成了偏振光.
(2)偏振光
只有一个振动方向的光叫偏振光.如经过偏振片后的自然光.若偏振光再经过一个偏振片后,情况会怎样呢?如图13-6-3所示,当两偏振片的“狭缝”平行时,光屏上仍有亮光.当两偏振片的“狭缝”相互垂直时,透射光的强度几乎为零,光屏上是暗的,如图13-6-4所示.
图13-6-3
图13-6-4
深化升华 光的偏振现象并不罕见.除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光.
(3)偏振光的另一种产生方式
自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直(如图13-6-5).
图13-6-5
二、偏振现象的应用
光的偏振现象有很多应用.如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景象清晰.
夜晚行车时,对方照射过来的光很强,若加一个偏振片,可减弱对眼睛的照射.
立体电影也是利用了光的偏振原理.
典题·热题
知识点一 偏振和偏振光
例1 有关偏振和偏振光的下列说法中,正确的有( )
只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振
只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振
自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
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