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(共49张PPT)
光 单元教学分析
选择性必修1
新课程标准的要求、核心素养目标
1
概述
新课程标准的要求、核心素养目标
1
新课程标准的要求
1.3.1 通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。
1.3.2 知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。
例1 演示光沿水柱（或弯曲的玻璃柱）的传播。
例2 观察光缆的结构，分析光的全反射在光纤中是如何产生的。
1.3.3 观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长。
例3 演示双缝干涉和单缝衍射现象，观察双缝干涉和单缝衍射图样，并以
此说明光具有波的性质。
例4 利用生活中的器材设计实验，观察光的薄膜干涉现象，讨论薄膜干
涉的原因。
1.3.4 通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
物理观念——物质观
1、光的反射、折射、折射率
4、光的衍射
“物理观念” 是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华
3、双缝干涉、薄膜干涉
核心素养目标
2、全反射
5、光的偏振
物理观念——能量观
1、光的反射、折射
3、光的干涉、衍射、偏振
从物理学视角形成的关于能量等的基本认识
2、全反射
科学思维——模型建构、科学推理
构建模型，推导、测量折射率，推导临界角
科学思维——模型建构、科学推理
构建模型，理解全反射棱镜、光导纤维
科学思维——模型建构、科学推理
构建模型，推导干涉条纹和光的波长之间的关系
科学思维——模型建构、科学推理
构建模型，理解光的偏振及应用
产品介绍 Product introduction
科学探究——问题、证据
产品介绍 Product introduction
科学探究——问题、证据
产品介绍 Product introduction
科学探究——问题、证据
产品介绍 Product introduction
科学态度与责任
产品介绍 Product introduction
科学态度与责任
2
新旧教材对比
1.光的折射
实验：测量玻璃的折射率
2.全反射
3.光的干涉
4.实验：用双缝干涉测量光的波长
5.光的衍射
6.光的偏振 激光
1.光的折射
实验：测定玻璃的折射率
2.光的干涉
3.实验：用双缝干涉测量光的波长
4.光的颜色 色散
5.光的衍射
6.光的偏振
7.全反射
8.激光
新旧教材对比
新教材
旧教材
单元教学设计、教学内容分析
3
单元教学设计
光学
几何光学
物理光学
光的直线传播
光的反射
光的折射
折射定律
折射率
光的波动性
光的粒子性
光的干涉
光的衍射
光的偏振
光电效应
康普顿效应
光的电磁波本性
光的波粒二象性
光子说
全反射
光
全反射
光的衍射
全反射
光的折射
折射定律
折射率
测量玻璃的折射率
全反射棱镜
光导纤维
偏振
光的衍射
单元教学设计
第一单元
衍射光栅
光的干涉
光的双缝干涉
干涉条纹和波长关系
薄膜干涉
用双缝干涉测量光的波长
第二单元
光的偏振
实验
光的偏振及应用
激光的特点及其应用
几何光学
物理光学
任务一：光的折射
任务二：测量玻璃的折射率
任务三：全反射
第一单元：光的折射 全反射（几何光学）
任务一：光的折射
真实情境与核心任务
真实情景：光由一种介质射入另一种介质
核心任务：光的折射
思维过程外显与问题链
1、光从空气斜射到水中时，在水面处有什么现象？
2、我们初中学过，返回原介质的光，叫什么光？
3、哪位同学回顾一下“反射定律”的内容？
4、除了有反射光，你还发现有其它光线吗？
5、折射光线、入射光线、法线的位置关系如何？
6、观察，光垂直入射时，入射角、折射角多大？
实验演示：逐渐增大入射角……记录入射时，折射角的数据
7、入射角与折射角成正比吗？
8、分析数据，你猜想一下，入射角与折射角的关系？
任务一：光的折射
折射定律
1、介质的折射率与入射角的正弦成正比、
与折射角的正弦成反比吗？
2、不同介质中的折射率相同吗？
3、折射率是描述谁的物理量？
4、光在不同介质中的速度一样吗？
5、介质的折射率由谁决定？
思维过程外显与问题链
任务一：光的折射
折射率
相关实验推荐
任务一：光的折射
任务二：测量玻璃的折射率（单独分组实验）
环节、情境与任务
1：实验原理
2：实验器材
3：实验过程与数据记录
4：数据处理
5：误差分析
任务三：全反射
真实情境与核心任务
真实情景：光从玻璃射入空气
核心任务：光的全反射现象
思维过程外显与问题链
1、观察光由玻璃射入空气发生什么现象？
2、三条光线的亮度有什么不同？
3、（逐渐增大入射角），观察三条光线的亮度有什么变化？
4、（增大到临界角），观察到了什么现象？此时光的强度如何？
此时如何计算玻璃的折射率？
5、继续增大入射角呢，你观察到什么现象？
6、逐渐减小入射角，什么时候折射光线出现？
7、继续减小入射角，你观察到什么现象？光的强度如何变化？
8、观察光由空气射入玻璃，逐渐增大入射角，还能看到全反射现象吗？
9、请你总结，什么情况下发生全反射？
任务三：全反射
相关实验推荐
任务三：全反射
相关实验、自然现象解释
任务三：全反射
科学推理与论证
请推导：光从平行玻璃砖射入空气，在界面处能否发生全反射？
任务三：全反射
第二单元：光的干涉、衍射、偏振（物理光学）
任务一：光的干涉
任务二：双缝干涉测量光的波长
任务三：光的衍射
任务四：光的偏振 激光
任务一：光的干涉
真实情景1：双缝干涉现象
核心任务1：明暗条纹的产生
真实情景2：薄膜干涉现象
核心任务2：明暗条纹的产生
真实情境与核心任务
任务一：光的干涉
教学策略：
理论抽象：类比建立模型
任务一：光的干涉
思维过程外显与问题链
学生观察：在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的两条平行狭缝，在白板上形成干涉条纹。
1、你看到的条纹有何特点？条纹间距相等吗？明暗相间吗？
2、类比水波干涉，请解释明暗条纹是如何形成的？
3、类比水波干涉，明条纹处，始终是峰峰相遇吗？
4、类比水波干涉，暗条纹处，是谷谷相遇吗？
5、白板向双缝移动，还会有明暗相间的条纹吗？（学生回答后，实验检验）
6、白板向双缝移动后，条纹间距是如何变化的？
任务一：光的干涉
相关实验推荐
任务一：光的干涉
科学推理与论证
构建模型，推导干涉条纹和光的波长之间的关系
任务二：实验：用双缝干涉测量光的波长
环节、情境与核心任务
1：实验原理
2：实验器材
3：实验过程与数据记录
4：数据处理
5：误差分析
任务三：光的衍射
真实情景2：单缝衍射现象
核心任务2：衍射条纹的产生
真实情景1：为什么“闻其声而不见其人？”
核心任务1：回顾：发生明显衍射的条件
真实情境与核心任务
任务三：光的衍射
教学策略：
理论抽象：类比建立模型
相关实验推荐
任务三：光的衍射
0.16 mm
0.08 mm
0.04 mm
0.02 mm
思维过程外显与问题链
学生观察：在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上的单缝，在白板上形成衍射条纹。
1、你看到的条纹有何特点？条纹间距相等吗？明暗相间吗？
2、对比双缝干涉条纹，这两种图样有何不同？
3、联系干涉条纹，衍射条纹为何也是明暗相间？
任务三：光的衍射
认识提升
任务三：光的衍射
光的直进，是几何光学的基础，光的衍射现象并没有完全否定光的直进，而是指出了光的直进的适用范围，即它的局限性。
⑴光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的；
⑵在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的。
⑶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时，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。
科学漫步1
任务三：光的衍射
1、泊松亮斑
科学漫步2
任务三：光的衍射
2、X射线衍射与双螺旋
1、各种小孔的衍射
圆孔衍射
方孔衍射
三角孔衍射
任务四：光的偏振 激光
真实情景：用偏振片观察笔记本显示屏
核心任务：光的偏振
真实情境与核心任务
任务四：光的偏振 激光
教学策略：
理论抽象：类比建立模型
思维过程外显与问题链
学生用偏振片观察周围的物体。
1、请用一个偏振片观察笔记本显示屏和周围其他物体，你有什么发现？
2、请旋转这个偏振片，继续观察，有什么新的发现？
3、请透过两个偏振片继续观察周围的物体，有什么发现？
4、尝试旋转其中的一个偏振片，有什么发现？
5、尝试解释你看到的现象？
任务四：光的偏振 激光
课后实验： 体验与思考
任务四：光的偏振 激光

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