人教版高中物理選修2-3全套課件

人教版高中物理選修2-3全套PPT課件光的折射折射率

反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。反射定律：反射現(xiàn)象中光路是可逆的。光的折射有規(guī)律遵循嗎？導入新課

在方形玻璃鋼中注入適量水將一張畫有相互垂直的十字線塑料板置入水中，水平線與水面重合。

激光筆斜射入水面，移動直至掠過塑料板射在水面上，折射光線是否也掠過了塑料板？

移動塑料板使十字線交點與入射光線入射點重合，觀察折射光線與入射光線和法線的關(guān)系。

比較入射角i（入射光線與法線夾角）和折射角r（折射光線與法線夾角）的大小。固定塑料板，增大入射角，觀察折射角的變化。魚離我們很近水塘很淺嗎？教學目標1.知識與能力

知道光的折射率的概念理解折射定律；清楚光的折射率與哪些因素有關(guān)；理解光的折射率計算公式。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析推導各介質(zhì)的折射率及適用條件的研究方法；會判定實際應用中折射率的用途，能運用折射率計算實際問題。

體會科學探究中的折射思想，領(lǐng)悟用折射率解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀教學重難點

知道光的折射率計算需要的條件，找準各個角的位置，學會利用折射率計算公式解決問題。理解為什么所有介質(zhì)的折射率都大于1。本節(jié)導航1.光的折射定律2.折射率1.光的折射定律

從觀察上述現(xiàn)象可以知道，入射角越大，折射角也越大。

但是入射角跟折射角之間究竟有什么定量的關(guān)系呢？折射定律的最早發(fā)現(xiàn)者——斯涅耳

威里布里德.斯涅耳，荷蘭萊頓人，數(shù)學家和物理學家，曾在萊頓大學擔任過數(shù)學教授，斯涅耳最早發(fā)現(xiàn)了光的折射定律，從而使幾何光學的精確計算成為了可能。光的折射定律：

折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)。入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。n=sini——sinr彩虹實際問題

當空氣中的小水滴數(shù)量很多時，陽光通過這些小水滴，經(jīng)過反射和折射作用，射出來的光集中在一起，天空中美麗的彩虹就形成了。哇~~~

將激光筆發(fā)出的光從水中射入空氣，觀察入射角和折射角是怎么樣變化的，入射角比折射角大還是小？在折射現(xiàn)象中光路也具有可逆性?！虒嶒灧治鋈肷浣莍增大，折射角r怎么樣變化？√

折射率n的大小反應了光線從真空射入某種介質(zhì)的偏折程度，其值越大，偏折程度越大，其值越接近1，偏折程度越小。由此可見2.折射率的概念

光從真空射向不同介質(zhì)，折射光線卻不同，可見這個常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)。

折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角i的正弦跟折射角r正弦之比n，叫做這種介質(zhì)的折射率。名詞解釋幾種常見介質(zhì)的折射率材料折射率材料折射率金剛石2.42二硫化碳1.63玻璃1.5~1.9甘油1.47樹脂1.5~1.8酒精1.36水晶1.55水1.33冰1.31空氣1.00028用激光筆比較水和油的折射率。做一做油>水

光在不同介質(zhì)中的速度不同，這與光的折射現(xiàn)象有密切關(guān)系。某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在介質(zhì)中的傳播速度v之比。即n=c—v精彩源于發(fā)現(xiàn)光在真空中傳播

光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1，光從真空射入任何介質(zhì)時，sini都大于sinr，即入射角>折射角注意

光在真空中的速度跟它在空氣中的速度相差很小，通常情況下可以認為光從空氣射入某種介質(zhì)時，入射角的正弦與折射角的正弦之比等于那種介質(zhì)的折射率。例題

光線從空氣射入某種樹脂，當反射光線與入射光線垂直時，反射光線和折射光線正好成110°，求這種樹脂的折射率。樹脂空氣實際問題測量玻璃的折射率測出入射角I：測出折射角r：思路分析

由反射定律可知，題中的入射角i=45°，折射角r=180°-45°-110°=25°

解答

由折射率的定義可求得這種樹脂的折射率為n====1.67樹脂sini——sinrsin45°——sin25°0.707——0.423動手測量入射角為i=∠AON折射角為r=∠O’ON’動畫：水的折射率測量課堂小結(jié)1.光的折射定律：

折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)。入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。n=sini——sinr

2.折射率：

光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角i的正弦跟折射角r正弦之比n，叫做這種介質(zhì)的折射率。全反射光導纖維教學目標1.知識與能力

理解光的全反射現(xiàn)象；知道什么是臨界角；了解光導纖維的作用；觀察光導纖維的應用。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析推導各介質(zhì)的全反射臨界角及適用條件的研究方法；會判定實際應用中光導纖維的用途。

體會科學探究中的全反射思想，領(lǐng)悟用光導纖維實際中解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀教學重難點

知道介質(zhì)的全反射臨界角計算需要的條件，找準各個角的位置，學會利用全反射臨界角計算公式解決問題。理解為什么光導纖維的傳播速度大。本節(jié)導航光的全反射現(xiàn)象光導纖維1.光的全反射現(xiàn)象

不同介質(zhì)的折射率是不同的，我們把折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)。光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的。金剛石玻璃水光密介質(zhì)光疏介質(zhì)根據(jù)折射定律可知：

光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角。

當入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到90°，如果入射角再增大，會出現(xiàn)什么情況呢？？實驗入射角：小大

當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光全部消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射。實驗可知

我們把折射角等于90°時的入射角叫做臨界角，用符號C表示。要發(fā)生全發(fā)射，光線不僅要從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，而且入射角要等于或大于臨界角。注意

不同的介質(zhì)，由于折射率不同，在空氣中發(fā)生全反射的臨界角也就不一樣。下面我們計算折射率為n的某種介質(zhì)在空氣（或真空）中發(fā)生反射時的臨界角C。根據(jù)折射定律：sin90°———sinc=nsinc——=n1

由上述公式根據(jù)介質(zhì)的折射率，就可以求出光從這種介質(zhì)射到真空或空氣時的臨界角。金剛石的臨界角為24.4°，各種玻璃的臨界角為32°~42°，水的臨界角為48.8°。

金剛石經(jīng)過一定的方式切割，進入其中的光線在金剛石內(nèi)部經(jīng)過多次全反射后可以從某個表面射出。幾乎在所有方向都能看到從金剛石上方看到射出的光線，所以金剛石在光照下顯得璀璨奪目。2.光導纖維光導纖維簡稱光纖。

這是因為從塑料絲的一段射進絲內(nèi)的光線，在絲的內(nèi)壁多次發(fā)生全反射，沿著鋸齒形路線由絲的另一端傳了過來。塑料絲就像一個能傳光的纖維一樣。為什么呢？

實用的光導纖維是用純度極高的玻璃等透明材料拉制成的極細（直徑只有幾微米到一百微米之間）的纖維。它由纖芯和包層組成。纖芯材料的折射率比包層的大，在纖芯中傳播的光會在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，使得光在光纖中沿纖芯傳播。光在塑料絲中的傳播路徑緩沖涂覆層保護光纖免受環(huán)境污染和機械損傷大家做

從玩具光纖“滿天星”頭上拆下相同長度、相同顏色的光纖捆成平行排列的一束，在這捆光纖的一段粘上一個十分簡單的字符并讓其對準明亮的光源，用肉眼觀察這捆光纖的另一端你發(fā)現(xiàn)了什么？·光纖傳像

醫(yī)學上用光導纖維制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體腸、胃、氣管等內(nèi)臟的內(nèi)部。實際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖，一組用來把光傳到人體內(nèi)部用于照明，另一組用來觀察。

光也是一種電磁波，它可以像無線電波一樣，作為一種載體來傳遞信息。載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的激光從光纖的一端輸入，就可以沿著光纖傳輸?shù)角Ю镆酝獾牧硪欢?，實現(xiàn)光纖通信?！ざ嘞螂娨曔b控器大家做

將電視機的遙控器向上豎直放置，使其不能對電視進行控制。再將玩具光纖“滿天星”頭上拆下，臨時防止在電視遙控器紅外發(fā)射管的上方，這時再按動電視遙控器的按鍵，電視機就能被遙控了。想一想，這是為什么？光纖通信的優(yōu)點容量大衰減小抗干擾能力強

在光纜中心使用鋼絲以增強光纜的抗拉強度；在光纜內(nèi)部裝有阻水、抗壓的保護層；在光纜的最外部還有保護層。光纖能實際用于通信，必須制成光纜，對光纖進行保護

光纜在當今通信中發(fā)揮著重要的作用，但是由于人為的因素，光纜被挖斷、被盜割的現(xiàn)象時有發(fā)生，導致局部地區(qū)通信中斷，造成重大損失。注意保護光纜

我國電信網(wǎng)絡的干線光纜已經(jīng)形成以光纜為主體，以微波接力和通信衛(wèi)星為輔助手段的大容量數(shù)字干線傳輸網(wǎng)絡。

在長距離通信中光纖早已唱起了住角。但在短距離如家庭內(nèi)、交通工具內(nèi)、辦公大樓及辦公室內(nèi)的通信和多媒體傳輸中光纖的運用目前還很少。應用

塑料光纖在高速短距離通信傳輸中具有低成本，易連接，易加工和易彎曲等優(yōu)勢，它在網(wǎng)絡全光化的入戶接入方面具有廣泛的應用前景。近年來，各國對塑料光纖的研制和應用開發(fā)已取得較大的進展。大家做

到本地通信部門了解本地光纜鋪設(shè)和維護的情況，了解本地利用光纜開展電信、有線電視和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的情況。協(xié)助本地通信部門搞一次維護光纜安全的宣傳活動。宣傳課堂小結(jié)

當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光全部消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射。

我們把折射角等于90°時的入射角叫做臨界角，用符號C表示。

光纖通信的主要優(yōu)點有容量大、衰減小、抗干擾能力強。棱鏡和透鏡知識回顧全反射光導纖維不同介質(zhì)的折射率是不同的。當入射角增大到某一角度，使折射角達到90度時，折射光完全消失，只剩下反射光這種現(xiàn)象就叫做光的全反射現(xiàn)象。光的全反射現(xiàn)象光纖的作用光纖的應用光導纖維導入新課棱鏡透鏡教學目標

什么是棱鏡?什么是透鏡?

知道光經(jīng)過棱鏡和透鏡是如何變化的。理解什么是透鏡的屈光度。本節(jié)導航棱鏡透鏡

棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡，通常簡稱為棱鏡（prism）。棱鏡可以改變光的傳播方向，還可以使白光發(fā)生色散。1.棱鏡

光從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入，從另一個側(cè)面射出，射出的方向明顯地向著棱鏡底面偏著。為什么呢？

這是因為光在棱鏡的兩個側(cè)面上發(fā)生折射,每次折射都使光線向底面折射的緣故。偏著的程度用偏向角θ表示。

在光學儀器中，常常用橫截面是等腰直角三角形的棱鏡來改變光路。由于玻璃對空氣的臨界角小于45度，所以在下面所示的各種情況中都會發(fā)生全反射。因此這種棱鏡也叫全反射棱鏡。名詞解釋甲：棱鏡使光束放心改變了90°。乙：棱鏡使光束方向改變了180°。

望遠鏡為了獲得較大的放大倍數(shù)，鏡筒要很長，使用兩塊這種棱鏡，就能縮短鏡筒的長度。圖例

白色光通過棱鏡會發(fā)生色散，表明不同色光通過棱鏡后的偏向角不同。偏向角不同，表明棱鏡材料對不同色光的折射率不同。實驗表明，紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。表明棱鏡材料對紅光的折射率比紫光的小。棱鏡的應用

由于不同色光通過棱鏡后的偏向角不同，可以利用棱鏡把復色光分解成光譜，制成各種光譜儀，如分光鏡、單色儀、攝譜儀等。

單色儀分光鏡攝譜儀

近視鏡和遠視鏡的鏡片都是透鏡。透鏡由兩個折射曲面組成，折射曲面一般是球面或平面。2.透鏡透鏡的種類遠視鏡片邊緣薄、中間厚，叫做凸透鏡；近視鏡邊緣厚、中間厚，叫做凹透鏡。凸透鏡凹透鏡

在透鏡的中部有一個特殊點，當光線透過該點時，傳播方向不發(fā)生改變。這個點叫做光心，以O(shè)表示。通過光心O的任意直線叫做透鏡的光軸。通過透鏡兩個球面的球心C1和C2的光軸，叫做主光軸，簡稱主軸。做實驗

可以把透鏡看做是由許多頂角不通的棱鏡組成的。大家談

為什么凸鏡對光束有會聚作用，凹透鏡對光束有發(fā)散作用。說一說

透鏡的厚度通常比它的球面半徑小得多，這種透鏡叫做薄透鏡。平行于主光軸的光通過凸透鏡后，會聚于主軸上的一點（圖中的點），這個點叫做凸透鏡的焦點（focus）.從焦點到光心O的距離叫做凸透鏡的焦距（focallength），用符號f表示。

根據(jù)光路可逆原理，在凸透鏡的焦點放一個光源，它就將發(fā)散光束變成平行光。實驗室中使用的平行光管正是利用凸透鏡這一特性制成的。

平行于主光軸的光通過凸透鏡后，變得發(fā)散，這些發(fā)散的光線看起來好像是從他們的反向延長線的交點F發(fā)出來的，點F也在主軸上，叫做凸透鏡的焦點。同樣，凸透鏡也有焦距f。我就是散光燈哦！

由于凸透鏡的焦點不是實際光線會聚的，我們把凸透鏡的焦點稱為“虛”焦點。相應地，凸透鏡的焦點稱為“實”焦點。注意

凸透鏡的折射率越大，焦距也越短，對光線的會聚作用也越明顯。透鏡焦距的長短反映了透鏡對光線偏折本領(lǐng)的大小。

透鏡焦距的倒數(shù)叫做焦度，用符號θ表示，即

θ=——

透鏡的焦度越大，對光線的偏折本領(lǐng)越大。焦度的單位叫做屈光度。f11屈光度=——=1m-11m1

如果透鏡的焦距是1m，它的焦度就是1屈光度。

通常眼鏡片的度數(shù)等于屈光度的100倍。即100度的眼鏡片，它的焦度是1屈光度，焦距是1m。廣角鏡

怎樣選擇和保養(yǎng)眼鏡片？

患近視或者遠視的同學在配眼鏡時，都比較注意驗光，以便正確選擇鏡片的屈光度。注意保護視力！

第一要選材料第二要選折射率第三要選鏡片表面處理還應注意眼鏡的保養(yǎng)1234

另外也很注意選擇美觀的鏡架，卻往往忽視鏡片的選擇，實際上，鏡片的選擇大有學問。想一想現(xiàn)實生活中那些地方還用到了棱鏡與透鏡？？放大鏡的成像原理實際問題課堂小結(jié)

棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡。

透鏡由兩個折射曲面組成，折射曲面一般是球面或平面。1屈光度=——=1m-11m1

透鏡的焦度越大，對光線的偏折本領(lǐng)越大。焦度的單位叫做屈光度。透鏡成像規(guī)律導入新課

初中我們初步研究了凸透鏡成像的規(guī)律，今天我們要做進一步的研究。

放大鏡與被放大物體之間的距離慢慢拉長物體會隨之一直放大嗎？想一想

在凸透鏡的一側(cè)放一個物體—蠟燭，另一側(cè)放一個光屏，承接蠟焰的像。實驗

1.先把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置，使他們之間的距離大于2倍焦距（p>2f）,調(diào)整光屏到透鏡的距離，使燭焰在屏上成一個清晰的像。

觀察像的大小、正倒，分別測量物體、像到凸透鏡的距離。

觀察像的大小、正倒，測量像到透鏡的距離。

2.把蠟燭逐漸移近透鏡（縮短物距），使它們之間的距離等于2倍焦距（p=2f）,調(diào)整光屏到透鏡的距離，使燭焰在屏上成一個清晰的像。3.繼續(xù)縮短物距（2f>p>f），調(diào)整光屏到透鏡的距離，使燭焰在屏上成一個清晰的像。

觀察像的大小、正倒，分別測量物體、像到凸透鏡的距離。4.當物距等于透鏡焦距（p=f）時，觀察發(fā)生的情況。5.把物距再縮短（p<f），進行觀察。怎樣才能觀察到燭焰的像？物體到透鏡的距離p/cm像到透鏡的距離p’/cm像的大?。ǚ糯蠡蚩s小）像的正倒p>2fP=2f2f>p>fp=fp<f按上述步驟操作，把數(shù)據(jù)記入下表：分析表中的數(shù)據(jù)，你能得出什么規(guī)律？教學目標1.知識與能力

通過實驗知道透鏡成像的規(guī)律。凸透鏡成像的虛實與物距焦距的關(guān)系。能過作圖得到透鏡成像的位置、大小、虛實。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析凸透鏡成像的規(guī)律及適用條件的研究方法。會判定實際應用中凸透鏡成像的用途，能運用作圖法計算實際問題。3.情感態(tài)度與價值觀

體會科學探究中的成像思想，領(lǐng)悟用凸透鏡成像規(guī)律解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。教學重難點

理解凸透鏡成像規(guī)律，物距與焦距的定義。掌握虛像與實像的定義，并且可以運用作圖法得到成像的位置、大小、虛實。本節(jié)導航透鏡成像規(guī)律透鏡成像作圖法1.透鏡成像規(guī)律通過上述實驗得到的數(shù)據(jù)，可以得出：

利用凸透鏡既可以得到實像（p>f時），也可以得到虛像（p<f時）。實像總是倒立的，與物體分居凸透鏡的兩側(cè)。實像可能是放大的，也可能是縮小的；虛像是成立的，與物體位于凸透鏡的同側(cè)，虛像總是放大的。2.透鏡成像作圖法

為了作圖方便，我們常用一根兩端帶箭頭的，通過光心O并跟主光軸垂直的線段表示薄透鏡。OO

甲凸透鏡乙凹透鏡

某一發(fā)光點A所發(fā)出的光束由很多條光線組成，經(jīng)凸透鏡后又會聚到A′，A′就是A所成的像。

只需求出該發(fā)光點發(fā)出的任意兩條光線經(jīng)凸透鏡折射后的焦點就可以確定這一點的像了。注意

三條特殊光線經(jīng)凸透鏡折射后的傳播方向：

1.通過光心O的光線經(jīng)過透鏡后方向不變；

2.平行于主光軸的光線，經(jīng)透鏡折射后通過焦點F’；

3.通過焦點F的光線，經(jīng)透鏡折射后跟主光軸平行。實際問題

如果物體位于距凸透鏡2倍焦距以外的地方（p>2f），成的像是倒立縮小的實像，像距大于焦距而小于2倍焦距（2f>p′>f）。人眼、照相機的成像都屬于這種情況。

當p=2f時，相聚為2f，是倒立等大的實像。復印機在復印比例為1:1時就是屬于這種情況。

若A′B′是物體，根據(jù)光的可逆性可以知道，AB就是物體的像。在這種情況下，物距大于焦距而小于2倍焦距（2f>p>f）,像位于距凸透鏡2倍焦距以外的地方（p′>2f），是倒立放大的實像。幻燈機、書寫投影器的成像都屬于這種情況。圖例

物體位于凸透鏡焦點和光心之間（p<f），像的求法如圖所示。在這種情況下，從物體一個端點A發(fā)出的兩條光線通過凸透鏡以后并不交與一點，而它們的反向延長線相較于A’，所以A’是A點的虛像。同樣，B’是B的虛像。A’B’就是AB的虛像。由圖中可知，物距小于焦距（p<f）時，從凸透鏡得到的是正立放大的虛像。放大鏡的成像屬于這種情況。

大家做

手持放大鏡，將手臂伸直，透過放大鏡觀看遠處物體。有什么現(xiàn)象？動畫：凸透鏡作圖法動畫：凸透鏡成像規(guī)律

1.透鏡成像規(guī)律：利用凸透鏡既可以得到實像（p>f時），也可以得到虛像（p<f時）。實像總是倒立的，與物體分居凸透鏡的兩側(cè)。實像可能是放大的，也可能是縮小的；虛像是成立的，與物體位于凸透鏡的同側(cè)，虛像總是放大的。課堂小結(jié)2.透鏡成像作圖法：三條特殊光線經(jīng)凸透鏡折射后的傳播方向：

1.通過光心O的光線經(jīng)過透鏡后方向不變；

2.平行于主光軸的光線，經(jīng)透鏡折射后通過焦點F’；

3.通過焦點F的光線，經(jīng)透鏡折射后跟主光軸平行。透鏡成像公式導入新課

上節(jié)課我們用實驗演示了凸透鏡成像的規(guī)律，并作圖找到了凸透鏡成像的位置、大小、虛實。今天我們將用公式求得透鏡成像。

圖中A′B′是物體AB由凸透鏡所成的像。通過透鏡成像規(guī)律可知

我們可以用一個公式表示物距P、相距P′和焦距f三者之間的關(guān)系嗎？教學目標1.知識與能力

用公式表示物距P、相距P’和焦距f三者之間的關(guān)系。2.過程與方法

會判定實際應用中凸透鏡成像公式的用途，能運用公式法計算實際問題。3.情感態(tài)度與價值觀

體會科學探究中的成像公式思想，領(lǐng)悟用凸透鏡成像公式解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。教學重難點

理解凸透鏡成像公式，運用公式求得物距、焦距、相距。本節(jié)導航透鏡成像公式推導公式由于△COF′與△A′B′F′是相似三角形，所以COA′B′=OF′B′F′另外，△ABO與△A’B’O也是相似三角形，所以BOABA′B′=B′O因為CO=AB，所以上面兩個式子左邊相等，因而這兩個式子的右邊也相等，即OF′B′F′=B′OBO而OF’=f，B’F’=p’-f，BO=p，B’O=p’，把這些值代入上式，可得fp′-f=p′p將上式化簡得

fp’+fp=pp’用pp′，f除等式兩邊，就得到凸透鏡成像公式1p+p′1=1f

可以證明，上面的公式也適用于凹透鏡，因此這個公式叫做透鏡成像公式。定義利用公式我們可以解決實際中的一些問題注意

在運用透鏡成像公式時，需要正確選取物理量的正負值：物體到透鏡的距離，即物距p始終取正值；凸透鏡的焦距f取負值；實像的相聚p’取正值，虛像的相聚p’取負值。即所謂“實正虛負”?！纠}1】有一個物體豎直放置在主光軸上距透鏡20cm處，像成在透鏡的另一側(cè)，距透鏡60cm。（1）判斷該透鏡是哪種透鏡；（2）求透鏡的焦距；（3）如果物體距透鏡10cm，這時像成在什么地方？是實像還是虛像？例題

（1）像和物分別位于透鏡兩側(cè)，是實像。由于只有凸透鏡才能成實像，所以這個透鏡是凸透鏡。

（2）因為是實像，像距要取正值。將p=20cm，p′=60cm代入透鏡成像公式，得解1p+p′1=1f=120cm+60cm1f=15cm解得

即透鏡的焦距是15cm。焦距是正值，也表明這個透鏡是凸透鏡。

（3）由題目條件可知，p1′=10cm，f=15cm，代入透鏡成像公式1p+p′1=1f得115cm=10cm1+1p1′

像距p1′是負值，表明像和物位于透鏡同側(cè)，距透鏡30cm處，是虛像。解得p1′=－30cm

鏡所成的像跟物體相比，可以是放大或縮小的，也可以是跟物體大小相等。為了說明像的放大情況，我們將像的長度A′B′與物體長度AB的比值，叫做像的放大率，并且用m表示。像的放大率定義m==AB|p′|A′B′p

即像的放大率等于像距與物距之比。因為放大率m總是正值，所以計算放大率時，像距p’取絕對值?！纠}2】一個透鏡，焦距為4cm，在它前面放一個物體，如果得到放大2倍的像，求物距和像距。例題f=4cm

題中只給出放大率，因此存在著實像放大和虛像放大兩種情況。但由于只有凸透鏡才能形成放大的像，所以該透鏡為凸透鏡，f=4cm。分析解:因為m=，所以p′=±2p。|p′|p

所成的像為實像時，p′為正值，將p′=2p代入透鏡公式，得所以p=6cm，p′=12cm。1p+2p1=14cm

所成的像為虛像時，p′是負值。以p′=－2p代入公式，得1p－2p1=14cm所以p=2cm，p′=－4cm。課堂小結(jié)1p+p′1=1f透鏡成像公式眼睛導入新課

由于幾何光學儀器都是人眼功能的擴展，為了深入了解各類光學儀器，有必要從幾何光學的角度了解人眼的構(gòu)造。教學目標1.知識與能力

知道人眼的構(gòu)造組成；清楚眼睛怎么樣實現(xiàn)物景成像的；體會眼睛怎么樣才能看清東西。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析推導眼睛是怎么樣成像的及適用條件的研究方法；會判定實際中眼睛看物體的調(diào)節(jié)，能了解眼睛的構(gòu)造組成。

體會科學探究中的眼睛成像思想，領(lǐng)悟用眼睛成像規(guī)律優(yōu)點，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀教學重難點

知道眼睛的構(gòu)造，成像的調(diào)節(jié)，學會利用眼睛成像解決問題；理解為什么眼睛看東西模糊與清晰。本節(jié)導航人眼的構(gòu)造眼睛的調(diào)節(jié)視角

人的眼球大約成球狀，直徑約為2.5cm。角膜：它是光線進入眼睛的門戶，其功能是保護晶狀體并使進入眼睛的光線折射。人眼的構(gòu)造

晶狀體：形狀如雙凸透鏡，四周是睫狀肌，它把眼球分為前后兩室。前室：充滿透明的水狀液。后室：充滿透明的糊狀液體稱為玻璃狀液。大腦如何產(chǎn)生視覺效果角膜水狀液景物的光線晶狀體玻璃狀液折射折射折射視網(wǎng)膜實像大腦視覺神經(jīng)

瞳孔：在晶狀體的前面有一層叫做虹膜的薄膜，薄膜并不完全遮蓋晶狀體，而是四周遮蓋，中間部分裸露，形成一個能通過光的小孔，就叫瞳孔。名詞解釋

瞳孔的大小可以調(diào)節(jié)，以使眼睛適應強弱不同的光。

在光線較強的環(huán)境下，瞳孔收縮，使進入眼內(nèi)的光線減少；光線弱時，瞳孔擴張，使進入眼內(nèi)的光線增多。注意大家談

正常的眼睛可以使遠近不同的物體都能在視網(wǎng)膜上成像?？墒俏覀冎?，物距不同，像距也應不同，為什么遠近不同的物體都能在視網(wǎng)膜上成像呢？？？？2.眼睛的調(diào)節(jié)

眼睛使離我們遠近不同的物體都可以在視網(wǎng)膜上成像，而眼前的大小是不變的，也就是說，像距是一定的。

眼睛可以通過睫狀肌的收縮和舒張來改變晶狀體的凸起程度，使得不同距離的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰的實像。眼睛的這種自動調(diào)節(jié)能力稱為視覺調(diào)節(jié)。名詞解釋

看遠景時，睫狀肌放松，使晶狀體前端呈扁平狀，焦距增加；看近物時，睫狀肌會收縮，是晶狀體前端凸出，焦距減小。

眼睛的調(diào)節(jié)是有限度的。晶狀體變得最扁時，眼睛能看清的最遠點，叫做眼睛的遠點。正常眼睛的遠點在無限遠處。即從無限遠處的物體射入眼睛的光，它們的像恰好能成在視網(wǎng)膜上。一望無際的大海

晶狀體變得最凸時，眼睛能看到的最近點，叫做眼睛的近點。正常眼睛的近點約在離眼睛10cm的地方。所以靠眼睛自身的調(diào)節(jié)能看清的范圍是從離眼睛10cm到無限遠處。10cm近點10cm無限遠處觀看范圍

在合適的照明條件下，正常的眼睛觀看距離眼睛25cm遠的物體，不容易感到疲勞，因此把距眼睛25cm的距離叫做明視距離。名詞解釋3.視角

在黑板上畫一個等號“=”，如果兩條線之間的距離很小，那么，教室里后排同學看到的可能是一個減號“—”了。小實驗這是為什么呢？

原來，物體能不能被看清，不僅決定于它的像是否成在視網(wǎng)膜上，而且覺得于像是否有足夠的大小。如果像很小，以致物體上兩點的像落在眼睛的同一個感光細胞上，那么眼睛就不能分辨它們，而把這兩點看成一點。實驗分析

物體的視網(wǎng)膜上所成的像的大小，取決于物體對眼的光心O所張的角，這個角叫做視角。由此可見

空間兩物點對人眼所張的視角越大，則這兩點在視網(wǎng)膜所成的像分開的距離越大，視網(wǎng)膜上受到刺激的感光細胞就越多，眼睛對物體的細微結(jié)構(gòu)就看得越清楚。注意

同一個物體，離眼睛近時視角大，在視網(wǎng)膜上所成的像也大；離眼睛遠時視角小，在視網(wǎng)膜上所成的像也小，這就是物體離眼睛近比離眼睛遠時看得清楚的原因。

人們在觀察微小物體時，總是把它放在離眼睛近的地方，以增大視角，使視網(wǎng)膜上成的像大一些。

要使眼睛把物體上的兩個點區(qū)分開，必須使這兩個點在視網(wǎng)膜上的像落在不同的感光細胞上，這樣，這兩個點的視角就必須大于某一數(shù)值才行。實驗證明，正常眼睛的這一個數(shù)值約等于1′。大小約為0.1mm的物體，在離眼睛25cm的明視距離處，所成的視角大約就是1′。提示大家做

在一張白紙上畫一個直徑為1mm的黑點，將白紙豎直立在光照充足的桌面上。一面向后退一面看這個點，看看到多遠的地方就看不清了。測出這個距離，算出這時觀察黑點的視角是多大？在光線不足的地方再做一次，看看視角有什么變化？保護眼睛小常識經(jīng)常散步對眼睛有保護哦！課堂小結(jié)1.人眼的構(gòu)造：

睫狀肌、晶狀體、角膜、水狀液、虹膜、鞏膜、視網(wǎng)膜、視神經(jīng)、玻璃狀液。

2.眼睛的調(diào)節(jié)：

通過睫狀肌的收縮和舒張改變晶狀體的凸起程度，使得不同距離的物體都能在視網(wǎng)膜上成清晰的實像。

3.視角：

物體的視網(wǎng)膜上所成的像的大小，取決于物體對眼的光心O所張的角，這個角叫做視角。顯微鏡和望遠鏡導入新課

物體移近眼睛增大視角使得能看清物體，但是如果物體移到近點以內(nèi)就不能再近了，這是因為什么呢？有些物體（例如天體）是無法移近眼睛的，那么我們要看清物體，又該怎么辦呢？

我們就要借助于助試儀器——放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等光學儀器。教學目標1.知識與能力

知道顯微鏡的結(jié)構(gòu)組成、用途以及成像原理；清楚望遠鏡的分類、構(gòu)成、用途以及成像原理。2.過程與方法

學會用顯微鏡，望遠鏡觀察物理現(xiàn)象，分析眼睛看不到的太近或太遠的物體及適用條件的研究方法；會判定實際應用中顯微鏡，望遠鏡的用途，能解決實際問題。

體會科學探究中的顯微鏡，望遠鏡成像思想，領(lǐng)悟運用儀器解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀教學重難點

知道顯微鏡的結(jié)構(gòu)以及成像原理，能夠運用顯微鏡解決實際問題；知道望遠鏡的結(jié)構(gòu)以及成像原理，能夠運用望遠鏡解決實際問題。本節(jié)導航顯微鏡望遠鏡顯微鏡

我們知道用放大鏡觀察物體，通常視角只能增大幾倍。那么如果我們觀察細菌、動植物的細胞等細微物體及金屬的結(jié)構(gòu)等物體細節(jié)時，我們需要更大的放大倍數(shù)儀器。顯微鏡就可以解決

讓點燃的蠟燭（或發(fā)光的燈泡）經(jīng)凸透鏡L1（可用焦距為幾厘米的普通放大鏡）在白紙上一個倒立放大的實像，眼睛從個白紙的后面觀看。顯微鏡成像原理的模擬實驗大家做

在眼睛前面放置凸透鏡L2（可用焦距為十幾厘米的老花鏡），看到白紙上實像的放大虛像。移去白紙，眼睛依然看到跟剛才一樣的放大的虛像。

所以顯微鏡是通過二次放大而看清楚細小物體的。

由裝在鏡筒里的兩組透鏡構(gòu)成。每組透鏡都相當于一個凸透鏡。靠近被觀察物的一組透鏡叫做物鏡，靠近眼睛的一組透鏡叫做目鏡。物鏡的焦距很短，目鏡的焦距要長一些。

顯微鏡的主要部分構(gòu)成：實際問題顯微鏡的成像光路圖物鏡L1

物體AB實像A′B′

目鏡L2

虛像A″B″

物鏡L1到被觀察物體AB的距離稍大于物鏡的焦距F1，通過物鏡得到放大的實像A′B′對目鏡L2來說相當于物體，由于A′B′位于目鏡的焦點F2以內(nèi)，這樣通過目鏡就看到A’B’的放大的虛像A″B″。

A″B″的視角比用眼睛直接看到AB時的視角大得多，所以用顯微鏡可以看清楚非常小的物體?？偨Y(jié)

人眼只能分辨像距0.1mm左右的兩個點，光學顯微鏡的放大率從幾十倍到一千多倍，可使我們看清物體萬分之一毫米左右的細微結(jié)構(gòu)，大大提高了我們的觀察能力。但是要觀察物體更細微的結(jié)構(gòu)，例如晶體的結(jié)構(gòu)、分子、原子等，光學顯微鏡就無能為力了，必須要用放大率更高的電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡了。

注意透射式電子顯微掃描隧道顯微鏡2.望遠鏡望遠鏡是為了觀察遠處的物體或天體。望遠鏡的構(gòu)成目鏡物鏡的結(jié)構(gòu)折射望遠鏡反射望遠鏡折反射望遠鏡折射望遠鏡伽利略結(jié)構(gòu)開普勒結(jié)構(gòu)歷史最悠久，目鏡為凹透鏡，能直接成正立的像，視場小，多被玩具級的望遠鏡采用。常見的望遠鏡結(jié)構(gòu)開普勒望遠鏡

開普勒望遠鏡是德國天文學家開普勒發(fā)明的，主要用來觀察天體，它由兩組透鏡構(gòu)成，每組透鏡相當于一個凸透鏡，其中對著遠處物體的一組叫做物鏡，對著眼睛的一組叫做目鏡。與顯微鏡不同的是開普勒望遠鏡的物鏡焦距較長，目鏡焦距較短。大家做

用焦距分別為20cm和5cm左右的凸透鏡，通過塑料架置于光具座上。先不用目鏡，以毛玻璃接收遠處景物（最好是發(fā)光的燈泡）所成的實像。隨后，移去毛玻璃，通過目鏡再觀察這個實像。調(diào)節(jié)透鏡間的距離直至觀察到遠處的物體。

從很遠處物體上的一點射來的光近似于平行光線，經(jīng)過物鏡L1后在距焦點很久的位置上成一倒立的縮小的實像A′B′。開普勒望遠鏡的原理

雖然，像A′B′遠小于天體，但是它有較大的張角，而且位于目鏡L2和它的焦點F2直接距焦點很近的地方。L2以A′B′為物體，形成放大的虛像A″B″。這樣當我們對著目鏡觀察的時候，進入眼睛光線就好像從A″B″射來的。由此可知

A″B″的視角大于直接用眼睛觀察天體時的視角，因此覺得從望遠鏡中看到的物體離自己近了，看得更清楚了。

開普勒望遠鏡獲得的是倒立的像，對天體的觀察無關(guān)大局，用來觀察風景或演出就必須將倒立的像再點到過來。精彩源于發(fā)現(xiàn)

為使開普勒望遠鏡獲得的是正立的像，往往采用全反射棱鏡來改變光路。使用兩個正交配置的全反射棱鏡，不但可以把倒立的像變成正立的像，而且能縮短鏡筒的長度。雙筒望遠鏡課堂小結(jié)1.顯微鏡：

顯微鏡是用來觀察細菌、細胞等物體細節(jié)的儀器。是由物鏡和目鏡兩組透鏡實現(xiàn)放大非常小的物體的。

物鏡L1到被觀察物體AB的距離稍大于物鏡的焦距F1，通過物鏡得到放大的實像A′B′對目鏡L2來說相當于物體，由于A′B′位于目鏡的焦點F2以內(nèi)，這樣通過目鏡就看到A′B′的放大的虛像A″B″。顯微鏡成像2.放大鏡：

放大鏡是用來觀察天體或很遠的物體的儀器。由目鏡和物鏡構(gòu)成的。分為折射望遠鏡、反射望遠鏡、折反射望遠鏡。折射望遠鏡又分為伽利略結(jié)構(gòu)和開普勒結(jié)構(gòu)。放大鏡成像照相機導入新課

現(xiàn)在，許多家庭都有照相機，攝影以及成為人們不可或缺的生活內(nèi)容。

初中我們初步了解了照相機的工作原理，現(xiàn)在我們要進一步研究。教學目標1.知識與能力

知道照相機的組成以及各部分的功能；清楚曝光量是怎么樣控制的；理解照相機鏡頭的分類。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析照相機各部分的功能及原理；會在實際應用中操作照相機，能運用照相機成像解決實際問題。

體會科學探究中的照相機成像思想，領(lǐng)悟用鏡頭改變成像問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀教學重難點

知道照相機的結(jié)構(gòu)組成，清楚各部分的功能；理解為什么照相機可以成像。本節(jié)導航照相機的組成曝光量的控制照相機鏡頭照相機的組成

照相機由暗箱、鏡頭、取景器、調(diào)焦裝置、快門、快門按鈕、光圈和輸片裝置等組成。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)放大取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)

使攝影者能看出他所拍照片包括的景物范圍。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)用來操縱快門開啟的按鈕。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)

用以拖動膠片，是膠片能一幅幅地順序曝光。中高檔相機多采用電動輸片方式。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)

是一個不透光的箱子。保證在不拍照的情況下，沒有光線進入其中。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)

由一組透鏡組成，是成像的核心部件，是照相機優(yōu)劣的主要標志。每個鏡頭上都標明了該鏡頭的焦距，如50mm、28mm等等。取景器快門按鈕輸片裝置暗箱鏡頭調(diào)焦環(huán)調(diào)整像距以保證成像清晰“調(diào)焦”或稱“對焦”是攝影術(shù)語，不是調(diào)整鏡頭的焦距?？扉T名詞解釋

控制曝光時間長短。通常情況下快門時關(guān)閉的，只有在按下快門按鈕后才開啟，使膠片按預先設(shè)定的時間感光?？扉T速度按等級1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000排列，這些數(shù)字均為曝光時間的倒數(shù)，單位為秒，如數(shù)字125即曝光時間為—s。從上面一系列數(shù)字可以看出，每級快門的曝光時間等于（或約等于）前一級曝光時間的二分之一。1251光圈

由許多極薄的金屬片搭接而成，在其中心形成一個像眼睛瞳孔一樣的光瞳?？刂平饘倨梢哉{(diào)節(jié)光孔的直徑大小，從而改變進入照相機的光的強弱。

光圈的大小是由光圈數(shù)來標志的，光圈數(shù)表示光圈的相對孔徑，例如4表示光圈的直徑等于鏡頭焦距的—。光圈數(shù)越小，光孔的直徑越大即光圈越大。41f11f8f5.6f4f2.8光圈環(huán)上，只刻光圈的數(shù)字，如1.8、2.8、4、5.6等

相機的光圈數(shù)按等級22、16、11、8、5.6、4、2.8、1.8排列，并刻在光圈環(huán)上，由于圓面積與直徑的二次方成正比，所以相鄰兩級光圈，后一級的進光量為前一級的兩倍。2.曝光量的控制

我們知道，拍攝用的膠片要求有一定的曝光量。由于拍攝的景物亮度差異很大，所以，照相時必須根據(jù)景物的亮度來控制曝光量，使膠片曝光正常。怎樣才能控制曝光量呢？

快門和光圈都能控制曝光量。拍攝某一景物時，如果快門速度選60，光圈選11，能是膠片曝光正常。

當景物亮度擴大為原來的二倍時，如果保持快門速度60不變，必須將光圈大小調(diào)小一級，即改為16；

如果保持光圈11不變，則必須將快門速度調(diào)快一級，即改為125才能是膠片曝光正常。由此可見

快門60、光圈16組合跟快門125、光圈11組合的曝光量是相等的。大家談

拍攝某一景物時，相機的光圈用5.6，快門用60，能使膠片正常曝光。當景物亮度減弱為原料的一半時，應該采用什么樣的光圈快門組合？生活常識

僅憑人的眼睛來判斷景物的亮度，很難保證曝光正?！，F(xiàn)在，很多相機都有自動測光裝置，即把光敏遠近裝在照相機內(nèi)，通過鏡頭去測量景物的亮度，得出曝光指數(shù)，相機自動選取快門和光圈組合，以保證曝光正常。3.照相機的鏡頭

照相機鏡頭的焦距是照相機鏡頭的重要參數(shù)。按照鏡頭焦距的長短可以分為三種：標準鏡頭廣角鏡頭望遠鏡頭

標準鏡頭：鏡頭焦距長度等于底片畫面對角線長度。它的視角與人眼視角（40°~50°）相近，135相機標準鏡頭焦距為50mm。標準鏡頭的透視效果符合人們觀察的習慣，拍出的景物不變形，是最常用的鏡頭。

廣角鏡頭：鏡頭焦距長度小于底片畫面對角線長度，稱為短焦距鏡頭。它的視角大于人眼視角，多為70°~96°，所以也叫做廣角鏡頭。主要用于在較勁的距離內(nèi)拍得較寬的場面，但是變形比較大。

望遠鏡頭：鏡頭焦距長度大于畫面對角線、視角在40°以下的，稱為長焦距鏡頭，也叫望遠鏡頭。主要用于遠距離拍攝，使主體成像大一些。采訪足球比賽的記者大多采用望遠鏡頭，以偏在場外拍攝足球運動員的特寫。變焦鏡頭

鏡頭焦距可以變化的稱為變焦鏡頭，一般的變焦倍數(shù)為3，如28~85mm，70~210mm等等，現(xiàn)在又的變焦鏡頭的變焦倍數(shù)達到10倍以上。新型相機大多配置變焦鏡頭。變焦鏡頭兼顧廣角、標準、望遠鏡頭的多種功能，站在固定的位置拍攝同一場景可以獲得不同的畫面。固定的位置用變焦鏡頭拍攝獲得不同的畫面用35mm鏡頭用60mm鏡頭用105mm鏡頭課堂小結(jié)1.照相機的組成：

照相機由暗箱、鏡頭、取景器、調(diào)焦裝置、快門、快門按鈕、光圈和輸片裝置等組成。2.曝光量的控制：

快門和光圈都能控制曝光量。3.照相機的鏡頭：

按鏡頭焦距的長短分為標準鏡頭、廣角鏡頭、望遠鏡頭。鏡頭焦距可以自由變化，兼顧廣角、標準、望遠鏡頭的多種功能的變焦鏡頭。機械波的衍射和干涉導入新課肥皂泡光盤

為什么它們表面會有彩色圖樣呢？為了研究光波，我們先來認識機械波。1.知識與能力

知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象；知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點。知道衍射和干涉現(xiàn)象是波動特有的現(xiàn)象。教學目標2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析機械波產(chǎn)生的條件；會判斷具體問題中波的參數(shù)。3.情感態(tài)度與價值觀

體會科學探究中波的產(chǎn)生理念，領(lǐng)悟用波的參數(shù)解決問題的優(yōu)點，形成科學的價值觀。1．重點波的衍射、波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件。教學重難點2．難點對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解。1.機械波的產(chǎn)生2.橫波和縱波3.波長、頻率和波速4.波的衍射5.波的干涉本節(jié)導航探究1.機械波的產(chǎn)生

向平靜的水面投一粒石子，水面受到石子的打擊上下振動。為什么水面的振動會向四周傳播形成水波呢？

這是因為水起到了把振動傳播出去的媒介物——介質(zhì)的作用。

水面的這種振動屬于機械振動。機械振動在介質(zhì)中傳播，就形成了機械波。名詞解釋大家做

取一根較長的軟繩，用手握住繩的一端，拉平后向上抖動一次，可以看到在繩上形成一個凸起狀態(tài)，并向另一端傳去。向下抖動一次，可以看到在繩上形成一個凹下狀態(tài)，并向另一端傳去。持續(xù)地上下抖動，可以看到一列凸凹相間的狀態(tài)向另一端傳去，在繩上形成一列波。2.橫波和縱波

繩上各點上下振動，波向右前進，振動方向與波的前進方向相互垂直，這樣的波稱為橫波。橫波的特征是凸凹相同，凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫波谷。波谷波峰

將一根很長的螺旋彈簧放在光滑的水平面上，并將一端固定，用手推、拉彈簧，彈簧上便出現(xiàn)疏密相間的狀態(tài)并不斷向另一端傳播。結(jié)論

彈簧上各點左右振動，波向右前進，振動的方向與波前進的方向在同一直線上，這樣的波稱為縱波。聲波就是縱波3.波長、頻率和波速

在波的前進方向上，兩個相鄰的振動情況完全相同的質(zhì)點之間的距離叫波長，用希臘字母λ表示。

在橫波中，兩個相鄰波峰（或波谷）之間的距離等于一個波長；在縱波中，兩個相鄰密部（或疏部）之間的距離等于一個波長。

波是由振動引起的，波的頻率與物體的震動頻率相同。波傳播時具有一定的速度，波速v與波長λ和頻率f的關(guān)系為v=λf公式推導

對于電磁波，這個公式也是適用的。書店電磁波防盜系統(tǒng)電磁波保健枕電磁波按摩器4.波的衍射想一想

在墻的這邊說話，墻那邊的人也會聽見，這是為什么？池塘里面的水波遇到石頭、蘆葦會繼續(xù)傳播，這又是為什么？

這是因為聲音能從墻上繞過去，水波也會繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種波繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，叫做波的衍射。名詞解釋甲乙演示

在水波槽里放兩塊擋板，重甲留一個窄縫。不斷縮小窄縫的寬度，觀察水波通過窄縫后的傳播情況。

通過演示可以看到

當水波通過較寬的狹縫時，波基本上被限制在波源與窄縫邊緣連接的兩條直線的范圍內(nèi)，障礙物后面出現(xiàn)波的“陰影”區(qū)（圖甲）。這時可以說波沿直線傳播。當狹縫寬度跟波長差不多或比波長更小時，在狹縫后面整個區(qū)域里傳播著以縫為中心的環(huán)形波（圖乙）。

水波可以繞到擋板后面繼續(xù)傳播。通過演示得出的結(jié)論

只有縫的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長更小時，波才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。發(fā)生衍射——縫的寬度≤波長λ5.波的干射觀察

如果兩列波相遇，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？相遇演示

將兩根細金屬絲固定在薄鋼片上，使兩根金屬絲剛好接觸水面。當鋼片上下振動時，金屬絲周期性接觸水面，就產(chǎn)生了頻率和振動方向都相同的兩列水波。水波的干涉圖樣

這兩列水波相遇后，在它們重疊的區(qū)域會出現(xiàn)下面的圖樣。在振動著的水面上，出現(xiàn)了一條條相對平靜的區(qū)域和相對激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的。怎樣解釋該現(xiàn)象呢？強弱

用兩組同心圓分辨表示從波源S1、S2發(fā)出的兩列波，實線與虛線間的距離等于半個波長，實線與實線間、虛線與虛線間的距離等于一個波長。

某一時刻，在水面上的某一點，如果兩列波的波峰與波峰相遇，其振幅等于兩列波的振幅之和，經(jīng)過半個周期，變成波谷與波谷相遇，其振幅也等于兩列波的振幅之和，再經(jīng)過半個周期，又是波峰與波峰相遇······以此類推。強弱

這一點的振動始終加強，其振幅為兩列波的振幅之和（圖中實線上各點都屬于這種情況）。同理，某時刻兩列波的波峰和波谷相遇的那些點，振動最弱，其振幅等于兩列波的振幅之差（圖中虛線上各點都屬于這種情況）。強弱歸納結(jié)論

頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強，另一些區(qū)域的振動減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，所形成的圖樣叫做干涉圖樣。

在操場前面相隔不遠（例如3m）的地方，放兩個同樣的揚聲器，通過信號發(fā)生器讓它們發(fā)出某一頻率（如1000Hz）的聲音。全班同學（人數(shù)多些更好）在兩個揚聲器之間離揚聲器10m以外的地方自由走動。大家做按聲音排隊

邊走邊聽，在哪里聽到的聲音最大，就停在那里。同學們排成什么隊形？然后改為在哪里聽到的聲音最小，就停在那里。同學們又排成什么隊形？再將全班同學分成兩半（一半同學高舉右手，另一半同學不舉手），高舉右手的同學找聲音最大的位置停下，不舉手的同學找聲音最小的位置停下。同學們又排成什么隊形？1.波的衍射:

聲音能從墻上繞過去，水波也會繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種波繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，叫做波的衍射。課堂小結(jié)2.波長、頻率和波速的關(guān)系：v=λf3.波的干涉:

頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強，另一些區(qū)域的振動減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干涉。光的干涉

干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征，如果光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象。導入新課1.知識與能力

通過實驗現(xiàn)象知道雙縫干涉的原理。實際當中薄膜干涉的現(xiàn)象。光的干涉在哪些技術(shù)中得到應用。教學目標2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析雙縫干涉實驗原理及適用條件的研究方法。會判定實際應用中薄膜干涉的用途，以及運用光的干涉解決實際問題。3.情感態(tài)度與價值觀

體會科學探究中的雙縫干涉現(xiàn)象，領(lǐng)悟光的干涉解決問題的優(yōu)點，形成科學價值觀。

理解雙縫干涉實驗現(xiàn)象，知道什么是薄膜干涉。掌握光的干涉在技術(shù)領(lǐng)域中的應用，并且可以運用光的干涉解決實際問題。教學重難點本節(jié)導航雙縫干涉薄膜干涉光的干涉在技術(shù)中的應用

英國物理學家托馬斯·楊于1801年在實驗室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。雙縫干涉托馬斯·楊演示

讓來自激光筆的激光投射到一個刻有兩條平行狹縫的擋板上，狹縫像距很近。在擋板后面放一個屏，觀察屏上的樣式。

實驗中個可以觀察到屏上有明暗相間的條紋，在某些區(qū)域減弱形成暗條紋，發(fā)生了干涉。說明：光確實是一種波觀察

在雙縫干涉中，被光照射的兩條狹縫S1和S2相當于兩個振動情況總是相同的波源。S1和S2到屏上P點的距離相同。所以這兩列波峰疊加，波谷跟波谷疊加，P點的光波得到加強，這里就出現(xiàn)一個亮條紋。S1S2P亮激光擋板屏

在P點上方取一點P1，兩列波到達P1點的路程不相同，兩列波的波峰（或波谷）就不一定再同時到達P1點。如果路程差d恰好是半個波長，那么當一列波的波峰到達P1點時，另一列波正好在這里出現(xiàn)波谷，這時兩列波疊加的結(jié)果是互相削弱，于是在這里出現(xiàn)暗條紋。S1S2P亮激光擋板屏P1暗xd

對于更遠一些的點，例如P2點，來自兩個狹縫的光波的路程差d更大。如果路程差恰好等于波長λ，那么，兩列波的波峰（或波谷）將同時到達這點，光波得到加強，這里也出現(xiàn)亮條紋。S1S2P亮激光擋板屏P1暗P2亮

距離屏的中心越遠，路程差越大。每當路程差等于0、λ、2λ、3λ······時，即半波長的偶數(shù)倍，兩列光波就得到加強，屏上出現(xiàn)亮條紋。每當路程差等于λ、λ、λ······時，即半波長的奇數(shù)倍，兩列光波就相互消弱，屏上出現(xiàn)暗條紋。經(jīng)分析可以看出名詞解釋

在雙縫干涉實驗中，狹縫S1和S2相當于兩個振動情況總是相同的波源，稱為相干波源。由相干波源發(fā)出的光互相疊加，才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的明暗相間的條紋。大家做

取經(jīng)過曝光和顯影的黑色攝影膠片，放在玻璃板上。把兩片剃須刀片并攏，以到人的前端沿直尺在膠片上一次劃出兩道細縫，縫間距離要小于0.1mm，這樣就做成了雙縫。也可以取一小塊玻璃片，在上面均勻涂一薄層墨汁，干燥后用刀片以同樣方法劃出兩道透光的狹縫。通過雙縫觀看相距半米左右的白熾燈的燈絲，可以看到在燈絲兩側(cè)細密地分布著彩色的干涉條紋。紅光干涉條紋白光雙縫干涉條紋2.薄膜干涉

干涉現(xiàn)象

公路積水上面飄著薄薄的油膜看起來是彩色的，肥皂泡常常出現(xiàn)彩色花紋，這種光的干涉現(xiàn)象出現(xiàn)在薄膜上，叫做薄膜干涉。名詞解釋實驗

在酒精燈的燈焰上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光。將塑料圈在肥皂水中敲一下，讓它附上一層液膜，以燈焰的黃光照射，液膜反射的光使我們看到燈焰的像，液膜上有亮暗相間的條紋。想一想液膜上亮暗相間的條紋是怎樣出現(xiàn)的？

黃光射到肥皂膜上時，分別從液膜前后兩個表面反射回來，這兩列反射光波是同一列入射光波產(chǎn)生的，有相同的頻率，是兩列相干光波。因為：

豎直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄。因此，在薄膜上不同厚度的地方，來自前后兩個面的反射光所走的路程差不同。有時兩列波疊加后相互加強，就出現(xiàn)了亮條紋；有時疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)了暗條紋。注意

大家談

換用藍光做這個實驗，明暗相間的條紋距離會有什么變化？換用白光做這個實驗，干涉條紋會有什么表現(xiàn)？總結(jié)

不同波長的單色光做這個實驗，條紋的間距是不一樣的。所以如果用白光照射肥皂液膜，由于各色光干涉后的條紋間距不同，液膜上就會出現(xiàn)彩色條紋。肥皂泡上和水面的油膜上常?？吹降牟噬y，許多昆蟲如蜻蜓、蟬等的翼上看到的彩色花紋，就是光的薄膜干涉造成的。3.光的干涉在技術(shù)中的應用

在磨制各種鏡面或其他精密的光學平面時，可以用干涉法檢查平面平整程度。激光平面干涉儀原理

在被測平面上放一個透明的樣板，在樣板的一端墊一個薄片，使樣板的標準平面和被側(cè)平面之間形成一個偰形空氣薄層，用單色光從上面照射，空氣層的上下兩個表面反射的兩列光波發(fā)生干涉。空氣層厚度相同的地方，兩列波疊加時相互加強或削弱的情況也相同。

如果被測表面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線；如果干涉條紋發(fā)生彎曲，這就表明被測表明不平。

這種測量精度可達10-6cm平整不平整

被測結(jié)果：

如果被檢測的表面是球面，如凸透鏡，把它的圖面放到標準屏幕上，其間形成由中心向外逐漸加厚的空氣層，同樣以單色光從上向下照射，如果圖面是規(guī)則的球面，條紋的形狀就是規(guī)則的同心圓。

這種環(huán)形的干涉條紋是牛頓最早發(fā)現(xiàn)的，因此叫做牛頓環(huán)。如果條紋不規(guī)則，就表明被檢查的凸面某些方面有缺陷。磨制眼鏡片時，工人常用這種方法檢驗鏡片的加工質(zhì)量。大家做

取兩片潔凈的玻璃片疊放在一起，用手指捏緊，會從玻璃面上看到許多彩色花紋。改變手指用力的大小，花紋的顏色和形狀也隨著改變。觀察現(xiàn)象，并思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因？

利用薄膜干涉可以減弱反射光或加強反射光。照相機、望遠鏡的鏡頭表明鍍上一定厚度的透明薄膜，入射光會從膜的上、下兩個表面反射，如果這兩列反射光波由于干涉而削弱，就可以減少光的反射損失，從而使透射光增強，這種薄膜叫做增透膜。

由于陽光中各種色光的波長不同，不可能使所有的反射光都由于干涉而互相抵消，通常選擇一定厚度的膜，使對視覺最敏感的黃綠光（波長λ=550nm）反射損失最小。因此，鍍有這種膜的鏡頭看起來呈藍紫色。另外，選擇適當厚度的膜，也可以使反射光由于干涉加強，同時使透射光減弱。這種膜叫做高反射膜。注意

登山運動員和滑雪者戴的眼鏡片上常鍍有這種膜，以保護眼睛不受強光的損害。

距離屏的中心越遠，路程差越大。每當路程差等于半波長的偶數(shù)倍，兩列光波就得到加強，屏上出現(xiàn)亮條紋。每當路程差等于半波長的奇數(shù)倍，兩列光波就相互消弱，屏上出現(xiàn)暗條紋。雙縫干涉課堂小結(jié)2.薄膜干涉

公路積水上面飄著薄薄的油膜看起來是彩色的，肥皂泡常常出現(xiàn)彩色花紋，這種光的干涉現(xiàn)象出現(xiàn)在薄膜上，叫做薄膜干涉。3.光的干涉在技術(shù)中的應用

檢查各種鏡面或其他精密的光學平面或凸面的平整度。光的衍射導入新課

波能繞過障礙物產(chǎn)生衍射。既然光也是一種波，為什么在日常生活中難以觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？為什么陽光不能繞過人而產(chǎn)生影子？教學目標1.知識與能力

知道光的衍射發(fā)生的條件已經(jīng)試驗現(xiàn)象。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析推導光的衍射及適用條件的研究方法。

體會科學探究中的光的衍射思想，領(lǐng)悟?qū)嶋H問題中光的衍射現(xiàn)象，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀

知道光的衍射發(fā)生的條件，以及衍射現(xiàn)象。教學重難點光的衍射

我們知道，光的波長很短，只有幾百納米，通常的物體都比它大得多，因此很難看到光的衍射現(xiàn)象，但是當光透射到一條狹縫、一個針孔、一根細絲或一顆小珠時，就可以清楚地看到光的衍射現(xiàn)象。學習導航演示

激光筆發(fā)出的激光投射到單縫上，使穿過單縫的光照在墻上或天花板上，可以觀察到亮暗相間的衍射花樣。

光沒有沿直線傳播，它繞過了縫的邊緣，傳播到了相當寬的地方，這就是光的衍射現(xiàn)象。實驗表明

將激光筆發(fā)出的激光投射到圓孔上，在孔后的墻面或天花板上可以看到，光所達到的范圍會遠遠超過它沿直線傳播所應照明的區(qū)域，呈現(xiàn)亮暗相間的衍射花樣。

在單縫衍射和圓孔衍射的照片中，都有亮紋和暗紋，這是由于來自單縫或圓孔上不同位置的光，在光屏處疊加后光波加強或削弱的結(jié)果，這一道理和兩列光波干涉時的道理類似。如果以白光做衍射實驗，得到的亮紋是彩色的，這也是由于不同波長的光在不同位置得到了加強。S1S2P亮激光擋板屏P1暗d大家做

取一枚剃須刀的刀片，折成兩片，刀口相對且留一些間隙，構(gòu)成單縫，用膠貼在圓筒的一端。通過這樣的單縫觀察燈絲。你能看到什么現(xiàn)象？

操作時要特別小心，不要被刀片割破手指。實驗研究表明光沿直線傳播是一種特殊情況。結(jié)論

光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，也可以近似認為光是沿直線傳播的，但是，在障礙物的尺寸可以跟光的波長相比擬，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯，這時就不能再說光沿直線傳播了。廣角鏡X射線衍射與雙螺旋

為了搞清楚DNA的結(jié)構(gòu)，從而確定它在蛋白質(zhì)中產(chǎn)生什么樣的化學作用。這項研究需要什么樣的工具呢？

晶體材料是由許多規(guī)則排列的原子組成的，它們可以充當X射線的三維衍射光柵。

物理學家布拉格父子首先研究了晶體對X射線的衍射。衍射圖樣中斑點強度和位置包含著有關(guān)晶體的大量信息。他們的工作奠定了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析的實驗和理論基礎(chǔ)，為此，布拉格父子共獲1915年諾貝爾物理學獎。X射線通過晶體時產(chǎn)生的衍射圖樣

從1915年開始，英國物理學家威爾金斯和弗蘭克林研究了DNA的晶體結(jié)構(gòu)，獲得了一系列DNA纖維的X射線衍射圖樣，而美國生物學家沃森和英國生物學家克里克則根據(jù)這些數(shù)據(jù)提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這是生物學史上劃時代的事件。它宣告了分子生物學的誕生，標志著生物學已經(jīng)進入了分子水平。課堂小結(jié)

光沒有沿直線傳播，它繞過了縫的邊緣，傳播到了相當寬的地方，這就是光的衍射現(xiàn)象。光的偏振導入新課

光的干涉和衍射現(xiàn)在說明光具有波動性，但不能由此確定光究竟是橫波還是縱波。光的偏振現(xiàn)象可以說明光是橫波。教學目標1.知識與能力

了解光的偏振現(xiàn)象；通過光的偏振現(xiàn)象了解光是橫波；了解偏振光和自然光的區(qū)別；了解光的偏振現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的一些應用。2.過程與方法

學會從物理現(xiàn)象分析推導光的偏振及適用條件的研究方法。

體會科學探究中的光的偏振思想，領(lǐng)悟?qū)嶋H問題中光的衍射現(xiàn)象，形成科學價值觀。3.情感態(tài)度與價值觀

通過實驗知道光的偏振現(xiàn)象發(fā)生的條件，確定光是橫波；知道光的偏振在生產(chǎn)、生活中的應用。教學重難點偏振現(xiàn)象

在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上。在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方向。不同的橫波，振動方向可以不同。本節(jié)導航例如

一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點可能沿著上下方向振動，也可能沿著左右方向振動，也可能沿著任何其他方向振動。

對于一列確定的橫波，它的振動方向是確定的。

這就是橫波與縱波的區(qū)別，我們可以利用這個區(qū)別來判斷某種波是橫波還是縱波。

取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端且上下抖動，就在軟繩上形成一列橫波，質(zhì)點在豎直平面內(nèi)沿著上下方向振動。如果手持繩的另一端左右抖動，會在繩上形成另一列橫波，質(zhì)點在水平面內(nèi)沿著左右方向振動。演示

現(xiàn)在將軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動方向平行，則振動可以傳到木板的另一側(cè)。

如果狹縫與振動方向垂直，則振動就被狹縫擋住不能向前傳播。

設(shè)想如果將這根繩換成細軟的彈簧，用手掌前后推動彈簧形成縱波，則無論狹縫怎么樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)。受實驗啟發(fā)可用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波。

利用偏光眼鏡片（或偏振片）代替上面帶有狹縫的木板，來做光學實驗。

偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做“透振方向”。偏振片對光波的作用就像狹縫對