《关于一道＂光的衍射＂题的反思》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于一道＂光的衍射＂题的反思（1页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点聚焦 关予一道“光的if射题酌反思 囝 -I- - I- - 罗志昌 -1- -I-1- 摘 要：为了更好地解决几何光学教学中关于 光的干涉、光的衍射存在的一些普遍性问题，提高教 学质量，本文通过归纳分析等方法，阐述了光的干 涉、光的衍射及光的直线传播三者之间的区别与联 系，对学生产生的疑问进行深入分析，及时总结。 关键词：光的干涉；光的衍射；反思 在物理教学中，经常发现学生在学习、解题过程 中存在种种疑问，有些疑问是个例，而有些疑问则存 在着普遍性。这些大多数学生存在的具有普遍性问 题，值得我们仔细揣摩。 一 由一道光学题产生的疑问 例：下列关于衍射和干涉的说法中，不正确的是 ( )。
2、A彳汀射现象中衍射图样的明暗相间的条纹的出 现是光干涉的结果； B双缝干涉中也存在着光的衍射现象； c影的存在是一个与衍射相矛盾的客观事实； D一切波都可以产生衍射和干涉。 解析：干涉和衍射是波所特有的现象。条纹的明 暗变化是干涉的结果，条纹出现的范围较大，说明有 光线进入到了“影子”区域中，是衍射的结果。影的存 在是衍射现象的极限表现，两者不矛盾。选C。 学生对于光的干涉、衍射的产生原因及其区别 存在很大的疑问。 二、疑问产生的原因分析 I考纲要求决定教学深度 本省高考考试说明中物理选修34的几何光学 部分，“光的干涉”“光的衍射”知识点为I级要求，即 对该知识点要知道其内容及含义，并能在有
3、关问题 中识别和直接使用。从近几年高考的考查来看，几何 光学主要以选择题的形式出现，本章节教材的编写 相对简略。在教学中限于课时，只注重干涉、衍射的 定义及其现象的描述，较少花精力深入辨析干涉与 衍射的区别与联系，导致学生在学习该知识点时知 其然而不知所以然。 2对概念的理解不透彻 光的干涉是指两列频率相同、振动方向相同的 光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现 振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔 的现象。因为光是概率波，振动加强区域光子出现概 率高出现明条纹；振动减弱区域光子出现概率低出 现暗条纹。杨氏双缝干涉现象中出现等间距明暗相 问条纹，单缝衍射现象中出现不等间距的明暗
4、相间 的条纹，两者的明暗相间条纹均为光的干涉结果。在 应用中只要存在明暗相机的条纹，就可以认为是出 现相干光源出现的干涉结果。 光的衍射是指光离开直线路径绕到障碍物阴影 里去的现象。光在同种介质中沿直线传播，光能传播 到本应该出现阴影的区域内，是因为光发生衍射的 结果。 至 萋 图I 图2 a 雪 b嗣 图3 在单色光的单缝衍射现象中，如图1所示光沿直 线传播只到aa 区域内，而实际上光能传播tcc ，dd 区域内，这种光传播的范围大于直线传播的区域是 光的衍射结果。在双缝干涉中光传播超出图2中a、b 区域，形成图3的明暗相间条纹分布也是光的衍射结 果。在应用中只要光的传播过程明显偏离直线传播
5、， 就可以认为是光的衍射结果。 3光的干涉、衍射的区别与联系 联系：干涉与衍射是波所特有的现象。光的干 涉、衍射是光的波动性的体现。两者之间没有实质性 的差别，均为次波相干叠加引起光强重新分布的结 果。单缝衍射、双缝干涉现象均为干涉与衍射混合共 同作用的结果，两者图样中都有明暗相间条纹；两者 光线传播过程均偏离了直线传播方向。 区别：(1)产生条件不同。光的双缝干涉要求缝 的宽度d ，可以认为每条缝相当于一个线光源， 所发出的光是均匀的、相同的，光的干涉现象为这两 分立线光源的相干叠加，在数学处理上表现为有限 项求和问题，是一种粗略的叠加结果。光的单缝衍射 要求缝的宽度d与 可以比拟，由于缝比
6、较宽，可以认 为有无数个连续的线光源，光的衍射现象是无数多 列次波的相干叠加，在数学处理上表现为积分求和 问题，是一种精细的叠加结果。 (2)产生的现象不同。以单色光为例，双缝干涉 形成明暗相间的等间距条纹，亮度基本相同；单缝衍 射形成不等间距的明暗相间条纹，中央亮且宽，往两 侧条纹间距逐渐变大，条纹宽度逐渐变窄。 4衍射与直线传播区别与联系 光的直线传播与衍射两者并不矛盾。由惠更 斯一菲涅尔原理可知，同一个波面上各点均可看成 一个次波源，该波面上所有次波源均参与叠加时，其 结果依然为直线传播，等效成障碍物或孔的宽度d=0 时的情况。而该波面上部分次波源受障碍物遮蔽时， 以致受到遮蔽部分次波源
7、无法参与叠加时，在观察 处对应就少了这些次波的叠加，出现衍射现象的明 暗条纹，过渡到d与入可以比拟时明显衍射的情况。当 该波面上大部分次波源受到遮蔽时，过渡到d 时 将发生光的干涉的情况。光的直线传播为光的衍射 现象的极限。 三、由该题产生的反思 学生产生疑问的原因是多方面的。由这道光学 题所呈现出的问题来看，我们应该反思在教学中是 否重视知识的内在联系，是否重视学生知识体系的 构建，知识只有融会贯通了才能灵活应用。对学生普 遍性问题我们应严谨对待，揣摩透彻，才能答疑解 惑。学生的疑问是教师成长的动力，促进我们不断反 思，不断学习，不断进步。 参考文献： 1崔宏滨，李永平，段开敏光学北京：科学出版 社，2008 2佟盛勋，黄淑清普通物理专题研究M北京 师范学院出版社，1990 3赵凯华，钟锡华光学北京大学出版社，1984 (作者单位：福建省永安一中)
