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第四章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn) 用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)------教學(xué)評(píng)大單元分課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 人教版班中物理 選擇性必修 第一冊(cè) 第四章 第四節(jié) 實(shí)驗(yàn) 用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)
課 型 新授課 復(fù)習(xí)課□ 試卷講評(píng)課□ 其他課□
授課班級(jí) 授課時(shí)間
教學(xué)內(nèi)容分析 課標(biāo)要求：本節(jié)的難點(diǎn)是數(shù)據(jù)的測(cè)量，間距的測(cè)量需要用到測(cè)量頭，學(xué)生沒有接觸過，其實(shí)也就是螺旋測(cè)微器。 教材分析：本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)是做好“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教材先介紹了實(shí)驗(yàn)思路，再介紹用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)所需要的物理量的測(cè)量，最后闡述實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析。可以先讓學(xué)生回顧雙縫干涉條紋的間距和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系，分析討論實(shí)驗(yàn)思路，制訂實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生最大限度地自主完成實(shí)驗(yàn)。
學(xué)習(xí)者 分析 知識(shí)儲(chǔ)備：學(xué)生基本掌握了光的折射、全反射和光的干涉等基本知識(shí)。 能力基礎(chǔ)：學(xué)生對(duì)光的干涉現(xiàn)象有一定了解，但對(duì)于光的干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用尚不熟悉，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。 思維能力：學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，可以在實(shí)驗(yàn)中觀察光的干涉現(xiàn)象，提高學(xué)生對(duì)干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。
核心素養(yǎng) 物理觀念∶知道干涉條紋的間距和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系，會(huì)讀測(cè)量頭的讀數(shù)。 科學(xué)思維∶利用各物理量之間的關(guān)系，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法。 科學(xué)探究：能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并正確操作實(shí)驗(yàn)器材，得到明顯的干涉條紋。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶通過本實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神。
教學(xué)準(zhǔn)備 多媒體課件
活動(dòng)設(shè)計(jì)
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 評(píng)價(jià)任務(wù)
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課 活動(dòng)一：回顧知識(shí)
前面我們通過理論推導(dǎo)，得到了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中干涉條紋的間距和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系，即 。本節(jié)我們利用該結(jié)果，通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)。 結(jié)合上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，思考測(cè)量光的波長(zhǎng)的方法。 引導(dǎo)學(xué)生回顧上節(jié)課知識(shí)，加強(qiáng)知識(shí)的連貫性。引出新課題。
環(huán)節(jié)二:新課教學(xué) 活動(dòng)一：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件； (2)觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣； (2)掌握測(cè)定單色光的波長(zhǎng)的方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）紋間的距離△x與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長(zhǎng)λ之間滿足 三、實(shí)驗(yàn)器材 雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測(cè)量頭，其中測(cè)量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺。（教師演示）（學(xué)生操作） 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、器材的安裝與調(diào)整 (1)先將光源(線狀光源)、遮光筒依次放于光具座上，調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出的一束光沿著遮光筒的軸線把屏照亮。 (2)將單縫和雙縫安裝在光具座上，使線狀光源、單縫及雙縫三者的中心位于遮光筒的軸線上，并注意使雙縫與單縫相互平行，在遮光筒有光屏一端安裝測(cè)量頭，調(diào)整分劃板位置到分劃板中心刻線位于光屏中央。（教師演示）（學(xué)生操作） 2、觀察 （1）調(diào)單縫與雙縫間距為幾厘米時(shí)，觀察白光的干涉條紋. （2）在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.（教師演示）（學(xué)生操作） 3、記錄 （1）調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻度線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的明條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)a2,則相鄰兩條紋間的距離（條紋寬度） （2）換用不同的濾光片，測(cè)量其他色光的波長(zhǎng). 五、數(shù)據(jù)分析 ；； 六、注意事項(xiàng) 七、誤差分析 (1)測(cè)雙縫到屏的距離 l 帶來的誤差，可通過選用毫米刻度尺，進(jìn)行多次測(cè)量求平均值的辦法減小誤差。 (2)測(cè)條紋間距Δx帶來的誤差。 ①干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度。 ②分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。 ③測(cè)量多條亮條紋間距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確。 問題1：雙縫干涉相鄰亮條紋的間距和光的波長(zhǎng)有怎樣的關(guān)系 怎樣才能得到雙縫干涉條紋 問題2：測(cè)量波長(zhǎng)需要測(cè)量哪些量 可用什么器材測(cè)量 問題3：怎樣增大(或減小)亮條紋的寬度 哪些是可以改變的，哪些是很難改變的 問題4：換用不同顏色的濾光片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，干涉條紋間的距離會(huì)怎祥變化 問題5：實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)有哪些 問題6：白光的干涉條紋有什么特點(diǎn) 用自光實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)存在什么問題 (1)放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫平行。 (2)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一條軸線上。 (3)測(cè)量頭的中心刻線要對(duì)著亮(或暗)紋的中心。 (4)要多測(cè)幾條亮紋(或暗紋)中心間的距離，再求Δx。 (5)照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般是因?yàn)閱慰p與雙縫不平行。 學(xué)生進(jìn)行思考討論。預(yù)想在實(shí)驗(yàn)過程中可能遇到的問題和解決方法。 學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作原理和步驟。 學(xué)習(xí)器材的安裝和數(shù)據(jù)層的采集辦法。 讀采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，同時(shí)討論數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作流程是否存在失誤，從而總結(jié)本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。 結(jié)合實(shí)驗(yàn)的足以事項(xiàng)讀實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。 通過拋出若干個(gè)問題，讓學(xué)生在思考與談?wù)摰倪^程中總結(jié)出實(shí)驗(yàn)方法和步驟，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)的大體流程。 教師為學(xué)生演示操作過程和步驟，讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)器材的使用，提高實(shí)驗(yàn)的成功率。 知道學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，提高動(dòng)手操作能力和數(shù)據(jù)采集能力。 提高學(xué)生的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)分析能力。 讀實(shí)驗(yàn)作出誤差分析后，在讀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行再次測(cè)量和分析，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
活動(dòng)二：
活動(dòng)三：
環(huán)節(jié)三:課堂練習(xí)
課堂練習(xí)1、在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖): (1)下列說法錯(cuò)誤的是　　　　。(填選項(xiàng)前的字母) A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí),應(yīng)放上單縫和雙縫 B.測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí),應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊 C.為了減少測(cè)量誤差,可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距 (2)測(cè)量某亮紋位置時(shí),手輪上的示數(shù)如圖,其示數(shù)為 mm。 展示練習(xí) 答案：(1) A　 (2)1.970 解析：(1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫,選項(xiàng)A不正確。測(cè)微目鏡分劃板中心刻線應(yīng)與亮紋中心對(duì)齊,使得移動(dòng)過程測(cè)出的條紋間距較為準(zhǔn)確,選項(xiàng)B正確。測(cè)微目鏡移過n條亮紋,則亮條紋間距 ,選項(xiàng)C正確。故選A。 (2)主尺讀數(shù)是1.5 mm,螺旋讀數(shù)是47.0×0.01 mm,因此示數(shù)為1.970 mm。 通過練習(xí)回顧實(shí)驗(yàn)的操作步驟和相關(guān)需要注意的問題。
環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)
實(shí)驗(yàn)原理 操作步驟 注意事項(xiàng) 數(shù)據(jù)處理 五、誤差分析 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié) 總結(jié)本節(jié)課基礎(chǔ)知識(shí)。 幫助學(xué)生梳理基礎(chǔ)知識(shí)，形成知識(shí)框架。
活動(dòng)五：練習(xí)與作業(yè)
完成教材P103頁練習(xí)與應(yīng)用 布置作業(yè) 完成作業(yè) 檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。
環(huán)節(jié)六：主板書設(shè)計(jì)
4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng) 一、實(shí)驗(yàn)思路 二、物理量的測(cè)量 三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 四、數(shù)據(jù)分析 五、注意事項(xiàng)
教學(xué)反思

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