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让每个学生都能亲自动手观察到光的干涉和衍射现象 江苏省张家港市后塍高级中学物理组 郑军 在高中的物理教学中，通过教师的新授课的知识的传授，学生已经知道光实际上是一种波，因此光具有波动性和粒子性，也就是波粒二象性。而由于光的波长实在是太短了，在现实生活中是很难见到光的干涉和衍射现象，学生的脑海中根本就没有此类的生活经验，因此这些知识是比较抽象的，学生理解起来就比较的困难，这就增加了学生学习的困难。而在教材中对光的干涉和衍射现象基本上是理论上的分析，至多再加上一些模拟的图片而已，也许有条件的学校可以用一些现成的配套的实验仪器在课堂上进行演示，会让学生有一些感性的认识，但是若要把这个演示实验转化成学生实验的话，似乎比较困难。因此如果能够让每个学生都能够亲自动手进行实验操作并且对各个在实验过程中可能出现的问题加以讨论和分析的话，那么会使学生对光的干涉和衍射现象有一个更深刻的理解。这里我们就可以利用生活中的一些物品让学生自己动手去完成光的干涉和衍射实验。 实验原理： 1．光的干涉：当两列频率相同，相位差恒定的光在空间中相互叠加时，就会产生光的干涉现象。 2．光的衍射：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象比较明显。 实验器材： 玩具激光笔一只（市场上可以买到）、易拉罐一个，不透光的纸板一块（用来刻狭缝）、白色不透光的塑料板一块（用来做光屏）、两块稍大的塑料泡沫块（用来做狭缝和光屏的底座）、透明胶带一卷。 实验装置图如图所示：  实验过程： 首先将纸板和白色塑料板嵌入到塑料泡沫块中，使之能够稳固的座立于水平桌面上，如同实验室里的光具座一样。 然后按照实验图所示依次将易拉罐、纸板和光屏摆放在水平桌面上。把激光笔用透明胶带固定在易拉罐的水平面上，打开激光笔使之照在纸板上，记下光点照射的高度，在纸板上的光点照射的同一水平高度上用小刀和刻度尺刻画出一系列的互相平行的竖直的狭缝（如图所示），每组的狭缝的间距在依次的增加（注意：不能太大，  ）。这样可以用来研究狭缝间距的变化对干涉和衍射条纹的影响。 最后将所有的自制实验仪器重新摆放在水平桌面上，一定要让易拉罐、狭缝和光屏的中轴线在一条直线上。调暗室内的光线，打亮激光笔使之照射到我们刚刚刻画好的狭缝上，调整狭缝和光屏的距离以便得到较清晰的干涉或衍射条纹。 用这套简易的自制实验仪器，我们可以通过横向移动狭缝，或通过缩小、拉大光屏与狭缝的间距来来研究狭缝的间距观察条纹的变化，从而验证公式  。这样的实验装置的材料在现实生活中是比较容易收集，并且组装起来比较简单，利于学生的动手操作，既锻炼了学生的动手操作能力，又通过此次的实验激发了学生的学习兴趣，既积极主动的参与了实践活动，又通过实验对所学的物理知识进行了深化与提高。使他们不仅学到了知识，更重要的是使他们学到了技能。真是一举多得的好事情。 (责任编辑：admin) |