4.3光的干涉 课时教案（表格式）-2025--2026年人教版高二上学期物理选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.3光的干涉 课时教案（表格式）-2025--2026年人教版高二上学期物理选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 32.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-15 13:05:27 | ||
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文档简介
4.3《光的干涉》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 人教版选择性必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理选择性必修第一册第四章《光》的第三节，是光学中的核心概念之一。教材通过双缝干涉实验引入光的波动性，系统阐述了干涉现象的产生条件、条纹特征及定量分析方法。内容由现象到本质，层层递进，既承接了机械波的干涉知识，又为后续学习衍射和电磁波理论奠定基础。教材注重实验观察与理论推导相结合，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
学情分析
高二学生已具备机械波干涉的基础知识，对波的叠加原理有一定理解，但将波动性迁移到光现象仍存在认知障碍。学生普遍认为光是直线传播的粒子，对“光具有波动性”缺乏直观体验。此外，干涉条纹的空间分布、光程差计算等涉及空间想象与数学建模，易造成理解困难。学生动手能力和科学探究意识较强，适合采用实验探究与情境驱动相结合的教学方式，通过可视化手段突破抽象概念。
课时教学目标
物理观念
1. 理解光的干涉现象是光具有波动性的直接证据，掌握双缝干涉条纹的分布规律及其成因。
2. 能够运用光程差与相位差的关系解释明暗条纹的形成条件，并能进行简单条纹间距的计算。
科学思维
1. 通过分析托马斯·杨双缝实验的设计思路，体会“放大微小效应”的科学思想与控制变量法的应用。
2. 能够建立“相干光源—波前分割—叠加干涉”的物理模型，并用该模型解释实际干涉现象。
科学探究
1. 经历设计并观察双缝干涉实验的过程，能描述实验现象，提出合理猜想，并通过数据分析验证假设。
2. 能利用数字传感器或手机摄像头采集干涉条纹图像，进行数字化测量与处理，提升现代实验技能。
科学态度与责任
1. 感受人类探索光本性的漫长历程，体会科学家追求真理的执着精神，增强科学探究的兴趣与责任感。
2. 认识干涉技术在精密测量、光学检测等领域的广泛应用，理解物理学对科技进步的重要推动作用。
教学重点、难点
重点
1. 双缝干涉条纹的明暗分布规律及形成原因。
2. 相干光源的概念与干涉产生的条件。
难点
1. 光程差与相位差的关系理解及明暗条纹条件的推导。
2. 对“波前分割法”获得相干光的理解及其在实验中的实现。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
激光笔、双缝板、单缝板、白屏、光具座、手机支架、Phyphox软件、PPT课件、实物投影
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、创设问题情境，激发认知冲突 （一）、展示生活现象，引发思考
教师手持一张CD光盘，在灯光下缓慢转动，引导学生观察其表面呈现出五彩斑斓的彩色条纹。提问：“同学们，你们在生活中是否见过类似的现象？比如肥皂泡、油膜、鸟类羽毛上的彩虹色？这些颜色是从哪里来的？”
待学生回答后，继续追问：“我们一直认为光沿直线传播，那为什么这些看似光滑的表面会‘制造’出如此绚丽的色彩呢？难道光在某些情况下并不走直线？”
接着播放一段延时摄影视频：清晨露珠上的彩虹色动态变化，配合轻柔音乐，营造诗意氛围。过渡语：“正如费曼所说：‘从一片叶子的色彩中，我们可以窥见整个宇宙的法则。’今天，我们就从这一抹神秘的彩虹出发，揭开光的一种奇妙行为——干涉。”
（二）、回顾旧知，搭建认知桥梁
教师引导：“请大家回忆一下，在机械波的学习中，两列水波相遇时会出现什么现象？”学生回答“干涉”。教师进一步追问：“干涉的本质是什么？”引导学生说出“波的叠加原理”，并请一名学生上台画出两列同频同向水波叠加后的加强区与减弱区示意图。
教师总结：“很好！当两列频率相同、振动方向一致、相位差恒定的波相遇时，某些区域始终加强，某些区域始终减弱，形成稳定的干涉图样。那么问题来了——光是不是也可以像水波一样发生干涉呢？如果能，我们需要满足哪些条件？” 1. 观察CD片反光现象，联想生活中类似实例。
2. 回忆机械波干涉条件，参与黑板绘图。
3. 思考光能否发生干涉，提出初步猜想。
4. 带着疑问进入新课学习。
评价任务 现象描述：☆☆☆
旧知迁移：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
设计意图 以生活中常见的薄膜干涉现象为切入点，创设真实而富有美感的情境，激发学生好奇心与探究欲。通过类比机械波干涉，激活已有知识经验，构建“光可能也具有波动性”的初步假设，为新知识的学习提供心理准备和认知支架。
实验探究
【15分钟】 一、重现历史经典——托马斯·杨双缝实验 （一）、介绍实验背景，感悟科学智慧
教师讲述：“早在1801年，英国科学家托马斯·杨就勇敢地挑战了牛顿的‘微粒说’。他设计了一个极为精巧的实验来证明光的波动性。他的难题在于：如何获得两个频率相同、相位差固定的光源？因为普通光源发出的光是非相干的。”
教师展示原始实验装置示意图（PPT动画）：“杨巧妙地使用了一个狭缝来‘分割’同一波前的光，从而得到两个次级光源S 和S 。这两个光源来自同一个源头，因此天然具备相同的频率和恒定的相位关系——这就是‘波前分割法’获得相干光的思想精髓。”
强调：“这就像两个人同时从一口井里打水，他们舀起的水波自然同步。这种设计避免了使用两个独立光源带来的相位随机性，堪称天才之举。”
（二）、现场演示实验，观察干涉图样
教师组装实验器材：激光笔→单缝→双缝→白屏，固定于光具座上。关闭教室灯光，打开激光器，调整各元件共轴，使光线垂直照射双缝。
清晰的明暗相间、等间距的干涉条纹出现在屏幕上。教师缓慢移动屏幕位置，让学生观察条纹间距的变化；更换不同间距的双缝板，再次观察条纹疏密变化。
引导学生注意：条纹是平行且等距的，中央为亮纹，两侧对称分布。提问：“你们看到了什么？条纹有什么特点？改变屏幕距离或双缝间距时，条纹如何变化？”
（三）、分组实验记录，采集数据图像
将学生分为四组，每组配备一套简化实验装置（含手机支架）。要求：
1. 使用手机摄像头拍摄清晰的干涉条纹照片；
2. 利用Phyphox软件中的“光强传感器”功能，沿水平方向缓慢移动手机，自动记录光强随位置变化的曲线；
3. 测量并记录双缝间距d、缝屏距离L、相邻亮纹间距Δx。
教师巡视指导，提醒安全使用激光，确保拍摄角度正对条纹。 1. 听取杨氏实验历史，理解相干光源获取方法。
2. 观察演示实验，描述条纹特征。
3. 分组操作实验，拍摄条纹图像。
4. 使用传感器采集光强分布数据。
评价任务 现象描述：☆☆☆
数据采集：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
设计意图 通过再现科学史上的关键实验，让学生亲历“发现”过程，感受科学创新的魅力。现场演示增强视觉冲击力，分组实验提升参与度与实践能力。结合现代信息技术采集数据，实现传统实验与数字化手段融合，培养学生科学探究的综合素养。
理论建构
【12分钟】 一、解析条纹成因，建立物理模型 （一）、构建几何模型，推导光程差
教师在黑板上绘制标准双缝干涉示意图：S 、S 为双缝，P为屏上任意一点，O为中垂线与屏交点。
讲解：“要判断P点是亮还是暗，关键是看从S 和S 发出的光到达P点时的相位关系。由于两光源同源同相，相位差完全由传播路径不同引起——即‘光程差’δ = |S P - S P|。”
利用近似法（L >> d, L >> x）推导：当P点离中心不远时，S P - S P ≈ d·sinθ ≈ d·(x/L)，故δ ≈ dx/L。
强调：“这个公式是干涉计算的核心，它把难以测量的角度转化为可测的距离量。”
（二）、联系波动规律，得出明暗条件
教师引导：“我们知道，当两列波的相位差为0、2π、4π…即偶数倍π时，振动加强；为π、3π…奇数倍π时，振动减弱。”
对应到光程差：若δ = kλ（k=0,±1,±2,…），则相位差为2kπ，出现明纹；若δ = (2k+1)λ/2，则相位差为(2k+1)π，出现暗纹。
代入δ ≈ dx/L，得明纹位置x = kλL/d，相邻明纹间距Δx = λL/d。
教师总结：“由此可见，条纹间距与波长λ、缝屏距L成正比，与双缝间距d成反比。这正好解释了我们刚才实验中看到的现象！”
（三）、深化概念理解，辨析关键术语
提问：“为什么必须使用单缝？它的作用是什么？”引导学生认识到单缝起到空间滤波和扩束作用，保证照射到双缝的光具有良好的空间相干性。
再问：“如果用白光做实验，条纹会怎样？”演示白光干涉实验，显示中央为白色亮纹，两侧出现彩色条纹。“这是因为不同波长的光干涉条纹间距不同，红光最宽，紫光最窄，复合后形成光谱。” 1. 跟随教师绘制光路图，理解光程差概念。
2. 参与明暗条纹条件的逻辑推导过程。
3. 解释单缝作用，预测白光干涉结果。
4. 理解条纹间距公式的物理意义。
评价任务 模型构建：☆☆☆
公式应用：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
设计意图 在实验基础上进行理性升华，通过严谨的数学推导揭示现象背后的物理规律，培养学生抽象思维与逻辑推理能力。强调近似条件的适用范围，体现科学研究的精确性。通过设问深化对相干性、波长依赖性等核心概念的理解，促进知识结构化。
拓展应用
【8分钟】 一、联系科技前沿，体悟物理价值 （一）、解读现代应用，拓宽视野边界
教师展示图片：NASA用于引力波探测的LIGO干涉仪实景图。“同学们，这就是当今世界上最精密的尺子！它利用激光干涉原理，能够测量小于质子直径万分之一的长度变化。正是凭借这项技术，人类首次直接探测到了爱因斯坦预言的引力波。”
继续展示：半导体芯片制造中的光刻机、飞机发动机叶片的无损检测、眼科角膜地形图测量等应用场景。“干涉测量已成为现代精密工程不可或缺的工具。”
（二）、回归生活本源，破解初始谜题
回到课堂开始的CD片问题：“现在你们明白了吗？CD表面密布的细小沟槽相当于无数个‘双缝’，不同波长的光在不同角度发生相长干涉，于是我们就看到了变幻的色彩。”
播放慢镜头视频：肥皂膜厚度逐渐变薄，颜色由白→黄→红→蓝→黑直至破裂。“膜上下表面反射的光发生干涉，当膜厚接近零时，光程差趋近于半波损失引起的附加λ/2，导致相消干涉，所以看起来是黑色。”
教师深情总结：“原来，那一抹转瞬即逝的虹彩，竟是光与自身对话的结果。每一次相遇，都有加强与削弱；每一道亮纹，都是命运共振的印记。物理学教会我们的，不仅是计算条纹间距，更是学会在复杂世界中识别那些隐藏的秩序与美。” 1. 观看高科技应用案例，感受物理力量。
2. 解释CD片、肥皂泡的颜色成因。
3. 理解干涉在科技与生活中的价值。
4. 领悟科学之美与哲学意蕴。
评价任务 联系实际：☆☆☆
解释现象：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 将所学知识延伸至尖端科技与日常生活，体现“从物理走向社会”的课程理念。破解导入环节留下的悬念，形成教学闭环。通过富有诗意的语言升华主题，激发学生的科学审美情趣与社会责任感，实现知识、能力与情感的统一。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化归纳，升华认知层次 （一）、梳理知识脉络，构建思维导图
教师带领学生共同完成板书右侧的知识网络：
“今天我们沿着托马斯·杨的足迹，完成了三项重要发现：
第一，光能发生干涉——这是波动性的铁证；
第二，干涉需要相干光源——我们学会了用‘波前分割’法创造它；
第三，条纹间距Δx = λL/d——这个简洁公式背后，藏着光的波长秘密。”
强调：“记住，不是所有光都能干涉，只有满足频率相同、相位差恒定的相干光才行。”
（二）、激励展望未来，播种科学梦想
“也许有一天，你们中会有人改进干涉仪去探索暗物质，或设计新型光学材料让显示器更绚丽。但无论走多远，请记得今晚你亲手拍下的那道红光条纹——那是光写给世界的诗，也是你与自然对话的开始。愿你们永远保持这份好奇，像杨那样，敢于质疑权威，勇于照亮未知。” 1. 参与知识梳理，完善笔记结构。
2. 复述干涉三要素与条纹公式。
3. 思考个人与科学发展的关系。
4. 树立投身科学探索的理想。
评价任务 知识整合：☆☆☆
要点复述：☆☆☆
情感投入：☆☆☆
设计意图 采用结构化与激励性相结合的总结方式，既帮助学生系统回顾核心知识，又通过人文情怀的注入点燃科学热情。将个体学习体验与人类科学进步相连，赋予课堂深远意义，实现立德树人的根本目标。
作业设计
一、基础巩固题
1. 在双缝干涉实验中，若缝屏距离L保持不变，将双缝间距d减小，则干涉条纹间距Δx将______（填“增大”、“减小”或“不变”）；若改用频率更高的单色光照射，Δx将______。
2. 已知某激光的波长为632.8 nm，双缝间距为0.2 mm，缝屏距离为1.5 m。求屏幕上相邻两条亮纹之间的距离是多少毫米？
二、能力提升题
3.3、(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示。则下述正确的是( ) A.a光的频率较大 B.b光的频率较大 C.a光的波长较大 D.b光的波长较大 三、实践探究题
4. 利用家中可用材料（如剃须刀片自制双缝、红色LED手电筒、白纸等），尝试搭建简易双缝干涉实验装置。拍摄实验结果照片，并撰写一份不少于200字的实验报告，包括：实验步骤、观察现象、遇到的问题及改进建议。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. 增大；减小。（根据Δx = λL/d，d减小则Δx增大；频率更高则波长λ更短，故Δx减小）
2. 解：λ = 632.8 × 10 m, d = 0.2 × 10 m, L = 1.5 m
Δx = λL/d = (632.8e-9 × 1.5) / (0.2e-3) ≈ 4.746 × 10 m = 4.75 mm
二、能力提升题
3. 解析:由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,所以有λa>λb,选项C正确,D错误;根据f=得fa板书设计
4.3 光的干涉
[左侧主板书]
一、现象：明暗相间、等间距条纹
二、条件：
1. 相干光源（f同、Δφ恒定）
2. 波前分割法 → 单缝+双缝
三、规律：
光程差 δ = |r - r | ≈ dx/L
明纹：δ = kλ → x = kλL/d
暗纹：δ = (2k+1)λ/2
Δx = λL/d
[右侧副板书]
应用：LIGO、光刻机、膜厚检测
生活：CD、肥皂泡、鸟类羽毛
[图形示意]
S d S
\ | /
\ | /
\ | /
\|/
O—————→ P(x)
L
教学反思
成功之处
1. 以CD片彩虹色为线索贯穿全课，实现了“现象—实验—理论—应用”的完整探究链条，学生参与度高，课堂气氛活跃。
2. 将经典实验与现代技术（Phyphox传感器、LIGO）结合，既尊重历史又贴近时代，有效提升了学生的科学视野与信息素养。
3. 板书设计图文并茂，主副分明，逻辑清晰，有助于学生构建系统的知识框架。
不足之处
1. 部分学生在光程差推导过程中空间想象力不足，虽有图示辅助但仍显吃力，今后可增加三维动画模拟。
2. 分组实验时间略紧，个别小组未能完成数据采集，需优化器材配置或提前培训小组长。
3. 对“半波损失”等拓展内容未深入展开，可在选修模块中补充讲解。
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 人教版选择性必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理选择性必修第一册第四章《光》的第三节，是光学中的核心概念之一。教材通过双缝干涉实验引入光的波动性，系统阐述了干涉现象的产生条件、条纹特征及定量分析方法。内容由现象到本质，层层递进，既承接了机械波的干涉知识，又为后续学习衍射和电磁波理论奠定基础。教材注重实验观察与理论推导相结合，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
学情分析
高二学生已具备机械波干涉的基础知识，对波的叠加原理有一定理解，但将波动性迁移到光现象仍存在认知障碍。学生普遍认为光是直线传播的粒子，对“光具有波动性”缺乏直观体验。此外，干涉条纹的空间分布、光程差计算等涉及空间想象与数学建模，易造成理解困难。学生动手能力和科学探究意识较强，适合采用实验探究与情境驱动相结合的教学方式，通过可视化手段突破抽象概念。
课时教学目标
物理观念
1. 理解光的干涉现象是光具有波动性的直接证据，掌握双缝干涉条纹的分布规律及其成因。
2. 能够运用光程差与相位差的关系解释明暗条纹的形成条件，并能进行简单条纹间距的计算。
科学思维
1. 通过分析托马斯·杨双缝实验的设计思路，体会“放大微小效应”的科学思想与控制变量法的应用。
2. 能够建立“相干光源—波前分割—叠加干涉”的物理模型，并用该模型解释实际干涉现象。
科学探究
1. 经历设计并观察双缝干涉实验的过程，能描述实验现象，提出合理猜想，并通过数据分析验证假设。
2. 能利用数字传感器或手机摄像头采集干涉条纹图像，进行数字化测量与处理，提升现代实验技能。
科学态度与责任
1. 感受人类探索光本性的漫长历程，体会科学家追求真理的执着精神，增强科学探究的兴趣与责任感。
2. 认识干涉技术在精密测量、光学检测等领域的广泛应用，理解物理学对科技进步的重要推动作用。
教学重点、难点
重点
1. 双缝干涉条纹的明暗分布规律及形成原因。
2. 相干光源的概念与干涉产生的条件。
难点
1. 光程差与相位差的关系理解及明暗条纹条件的推导。
2. 对“波前分割法”获得相干光的理解及其在实验中的实现。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
激光笔、双缝板、单缝板、白屏、光具座、手机支架、Phyphox软件、PPT课件、实物投影
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、创设问题情境，激发认知冲突 （一）、展示生活现象，引发思考
教师手持一张CD光盘，在灯光下缓慢转动，引导学生观察其表面呈现出五彩斑斓的彩色条纹。提问：“同学们，你们在生活中是否见过类似的现象？比如肥皂泡、油膜、鸟类羽毛上的彩虹色？这些颜色是从哪里来的？”
待学生回答后，继续追问：“我们一直认为光沿直线传播，那为什么这些看似光滑的表面会‘制造’出如此绚丽的色彩呢？难道光在某些情况下并不走直线？”
接着播放一段延时摄影视频：清晨露珠上的彩虹色动态变化，配合轻柔音乐，营造诗意氛围。过渡语：“正如费曼所说：‘从一片叶子的色彩中，我们可以窥见整个宇宙的法则。’今天，我们就从这一抹神秘的彩虹出发，揭开光的一种奇妙行为——干涉。”
（二）、回顾旧知，搭建认知桥梁
教师引导：“请大家回忆一下，在机械波的学习中，两列水波相遇时会出现什么现象？”学生回答“干涉”。教师进一步追问：“干涉的本质是什么？”引导学生说出“波的叠加原理”，并请一名学生上台画出两列同频同向水波叠加后的加强区与减弱区示意图。
教师总结：“很好！当两列频率相同、振动方向一致、相位差恒定的波相遇时，某些区域始终加强，某些区域始终减弱，形成稳定的干涉图样。那么问题来了——光是不是也可以像水波一样发生干涉呢？如果能，我们需要满足哪些条件？” 1. 观察CD片反光现象，联想生活中类似实例。
2. 回忆机械波干涉条件，参与黑板绘图。
3. 思考光能否发生干涉，提出初步猜想。
4. 带着疑问进入新课学习。
评价任务 现象描述：☆☆☆
旧知迁移：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
设计意图 以生活中常见的薄膜干涉现象为切入点，创设真实而富有美感的情境，激发学生好奇心与探究欲。通过类比机械波干涉，激活已有知识经验，构建“光可能也具有波动性”的初步假设，为新知识的学习提供心理准备和认知支架。
实验探究
【15分钟】 一、重现历史经典——托马斯·杨双缝实验 （一）、介绍实验背景，感悟科学智慧
教师讲述：“早在1801年，英国科学家托马斯·杨就勇敢地挑战了牛顿的‘微粒说’。他设计了一个极为精巧的实验来证明光的波动性。他的难题在于：如何获得两个频率相同、相位差固定的光源？因为普通光源发出的光是非相干的。”
教师展示原始实验装置示意图（PPT动画）：“杨巧妙地使用了一个狭缝来‘分割’同一波前的光，从而得到两个次级光源S 和S 。这两个光源来自同一个源头，因此天然具备相同的频率和恒定的相位关系——这就是‘波前分割法’获得相干光的思想精髓。”
强调：“这就像两个人同时从一口井里打水，他们舀起的水波自然同步。这种设计避免了使用两个独立光源带来的相位随机性，堪称天才之举。”
（二）、现场演示实验，观察干涉图样
教师组装实验器材：激光笔→单缝→双缝→白屏，固定于光具座上。关闭教室灯光，打开激光器，调整各元件共轴，使光线垂直照射双缝。
清晰的明暗相间、等间距的干涉条纹出现在屏幕上。教师缓慢移动屏幕位置，让学生观察条纹间距的变化；更换不同间距的双缝板，再次观察条纹疏密变化。
引导学生注意：条纹是平行且等距的，中央为亮纹，两侧对称分布。提问：“你们看到了什么？条纹有什么特点？改变屏幕距离或双缝间距时，条纹如何变化？”
（三）、分组实验记录，采集数据图像
将学生分为四组，每组配备一套简化实验装置（含手机支架）。要求：
1. 使用手机摄像头拍摄清晰的干涉条纹照片；
2. 利用Phyphox软件中的“光强传感器”功能，沿水平方向缓慢移动手机，自动记录光强随位置变化的曲线；
3. 测量并记录双缝间距d、缝屏距离L、相邻亮纹间距Δx。
教师巡视指导，提醒安全使用激光，确保拍摄角度正对条纹。 1. 听取杨氏实验历史，理解相干光源获取方法。
2. 观察演示实验，描述条纹特征。
3. 分组操作实验，拍摄条纹图像。
4. 使用传感器采集光强分布数据。
评价任务 现象描述：☆☆☆
数据采集：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
设计意图 通过再现科学史上的关键实验，让学生亲历“发现”过程，感受科学创新的魅力。现场演示增强视觉冲击力，分组实验提升参与度与实践能力。结合现代信息技术采集数据，实现传统实验与数字化手段融合，培养学生科学探究的综合素养。
理论建构
【12分钟】 一、解析条纹成因，建立物理模型 （一）、构建几何模型，推导光程差
教师在黑板上绘制标准双缝干涉示意图：S 、S 为双缝，P为屏上任意一点，O为中垂线与屏交点。
讲解：“要判断P点是亮还是暗，关键是看从S 和S 发出的光到达P点时的相位关系。由于两光源同源同相，相位差完全由传播路径不同引起——即‘光程差’δ = |S P - S P|。”
利用近似法（L >> d, L >> x）推导：当P点离中心不远时，S P - S P ≈ d·sinθ ≈ d·(x/L)，故δ ≈ dx/L。
强调：“这个公式是干涉计算的核心，它把难以测量的角度转化为可测的距离量。”
（二）、联系波动规律，得出明暗条件
教师引导：“我们知道，当两列波的相位差为0、2π、4π…即偶数倍π时，振动加强；为π、3π…奇数倍π时，振动减弱。”
对应到光程差：若δ = kλ（k=0,±1,±2,…），则相位差为2kπ，出现明纹；若δ = (2k+1)λ/2，则相位差为(2k+1)π，出现暗纹。
代入δ ≈ dx/L，得明纹位置x = kλL/d，相邻明纹间距Δx = λL/d。
教师总结：“由此可见，条纹间距与波长λ、缝屏距L成正比，与双缝间距d成反比。这正好解释了我们刚才实验中看到的现象！”
（三）、深化概念理解，辨析关键术语
提问：“为什么必须使用单缝？它的作用是什么？”引导学生认识到单缝起到空间滤波和扩束作用，保证照射到双缝的光具有良好的空间相干性。
再问：“如果用白光做实验，条纹会怎样？”演示白光干涉实验，显示中央为白色亮纹，两侧出现彩色条纹。“这是因为不同波长的光干涉条纹间距不同，红光最宽，紫光最窄，复合后形成光谱。” 1. 跟随教师绘制光路图，理解光程差概念。
2. 参与明暗条纹条件的逻辑推导过程。
3. 解释单缝作用，预测白光干涉结果。
4. 理解条纹间距公式的物理意义。
评价任务 模型构建：☆☆☆
公式应用：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
设计意图 在实验基础上进行理性升华，通过严谨的数学推导揭示现象背后的物理规律，培养学生抽象思维与逻辑推理能力。强调近似条件的适用范围，体现科学研究的精确性。通过设问深化对相干性、波长依赖性等核心概念的理解，促进知识结构化。
拓展应用
【8分钟】 一、联系科技前沿，体悟物理价值 （一）、解读现代应用，拓宽视野边界
教师展示图片：NASA用于引力波探测的LIGO干涉仪实景图。“同学们，这就是当今世界上最精密的尺子！它利用激光干涉原理，能够测量小于质子直径万分之一的长度变化。正是凭借这项技术，人类首次直接探测到了爱因斯坦预言的引力波。”
继续展示：半导体芯片制造中的光刻机、飞机发动机叶片的无损检测、眼科角膜地形图测量等应用场景。“干涉测量已成为现代精密工程不可或缺的工具。”
（二）、回归生活本源，破解初始谜题
回到课堂开始的CD片问题：“现在你们明白了吗？CD表面密布的细小沟槽相当于无数个‘双缝’，不同波长的光在不同角度发生相长干涉，于是我们就看到了变幻的色彩。”
播放慢镜头视频：肥皂膜厚度逐渐变薄，颜色由白→黄→红→蓝→黑直至破裂。“膜上下表面反射的光发生干涉，当膜厚接近零时，光程差趋近于半波损失引起的附加λ/2，导致相消干涉，所以看起来是黑色。”
教师深情总结：“原来，那一抹转瞬即逝的虹彩，竟是光与自身对话的结果。每一次相遇，都有加强与削弱；每一道亮纹，都是命运共振的印记。物理学教会我们的，不仅是计算条纹间距，更是学会在复杂世界中识别那些隐藏的秩序与美。” 1. 观看高科技应用案例，感受物理力量。
2. 解释CD片、肥皂泡的颜色成因。
3. 理解干涉在科技与生活中的价值。
4. 领悟科学之美与哲学意蕴。
评价任务 联系实际：☆☆☆
解释现象：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 将所学知识延伸至尖端科技与日常生活，体现“从物理走向社会”的课程理念。破解导入环节留下的悬念，形成教学闭环。通过富有诗意的语言升华主题，激发学生的科学审美情趣与社会责任感，实现知识、能力与情感的统一。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化归纳，升华认知层次 （一）、梳理知识脉络，构建思维导图
教师带领学生共同完成板书右侧的知识网络：
“今天我们沿着托马斯·杨的足迹，完成了三项重要发现：
第一，光能发生干涉——这是波动性的铁证；
第二，干涉需要相干光源——我们学会了用‘波前分割’法创造它；
第三，条纹间距Δx = λL/d——这个简洁公式背后，藏着光的波长秘密。”
强调：“记住，不是所有光都能干涉，只有满足频率相同、相位差恒定的相干光才行。”
（二）、激励展望未来，播种科学梦想
“也许有一天，你们中会有人改进干涉仪去探索暗物质，或设计新型光学材料让显示器更绚丽。但无论走多远，请记得今晚你亲手拍下的那道红光条纹——那是光写给世界的诗，也是你与自然对话的开始。愿你们永远保持这份好奇，像杨那样，敢于质疑权威，勇于照亮未知。” 1. 参与知识梳理，完善笔记结构。
2. 复述干涉三要素与条纹公式。
3. 思考个人与科学发展的关系。
4. 树立投身科学探索的理想。
评价任务 知识整合：☆☆☆
要点复述：☆☆☆
情感投入：☆☆☆
设计意图 采用结构化与激励性相结合的总结方式，既帮助学生系统回顾核心知识，又通过人文情怀的注入点燃科学热情。将个体学习体验与人类科学进步相连，赋予课堂深远意义，实现立德树人的根本目标。
作业设计
一、基础巩固题
1. 在双缝干涉实验中，若缝屏距离L保持不变，将双缝间距d减小，则干涉条纹间距Δx将______（填“增大”、“减小”或“不变”）；若改用频率更高的单色光照射，Δx将______。
2. 已知某激光的波长为632.8 nm，双缝间距为0.2 mm，缝屏距离为1.5 m。求屏幕上相邻两条亮纹之间的距离是多少毫米？
二、能力提升题
3.3、(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示。则下述正确的是( ) A.a光的频率较大 B.b光的频率较大 C.a光的波长较大 D.b光的波长较大 三、实践探究题
4. 利用家中可用材料（如剃须刀片自制双缝、红色LED手电筒、白纸等），尝试搭建简易双缝干涉实验装置。拍摄实验结果照片，并撰写一份不少于200字的实验报告，包括：实验步骤、观察现象、遇到的问题及改进建议。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. 增大；减小。（根据Δx = λL/d，d减小则Δx增大；频率更高则波长λ更短，故Δx减小）
2. 解：λ = 632.8 × 10 m, d = 0.2 × 10 m, L = 1.5 m
Δx = λL/d = (632.8e-9 × 1.5) / (0.2e-3) ≈ 4.746 × 10 m = 4.75 mm
二、能力提升题
3. 解析:由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,所以有λa>λb,选项C正确,D错误;根据f=得fa
4.3 光的干涉
[左侧主板书]
一、现象：明暗相间、等间距条纹
二、条件：
1. 相干光源（f同、Δφ恒定）
2. 波前分割法 → 单缝+双缝
三、规律：
光程差 δ = |r - r | ≈ dx/L
明纹：δ = kλ → x = kλL/d
暗纹：δ = (2k+1)λ/2
Δx = λL/d
[右侧副板书]
应用：LIGO、光刻机、膜厚检测
生活：CD、肥皂泡、鸟类羽毛
[图形示意]
S d S
\ | /
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\ | /
\|/
O—————→ P(x)
L
教学反思
成功之处
1. 以CD片彩虹色为线索贯穿全课，实现了“现象—实验—理论—应用”的完整探究链条，学生参与度高，课堂气氛活跃。
2. 将经典实验与现代技术（Phyphox传感器、LIGO）结合，既尊重历史又贴近时代，有效提升了学生的科学视野与信息素养。
3. 板书设计图文并茂，主副分明，逻辑清晰，有助于学生构建系统的知识框架。
不足之处
1. 部分学生在光程差推导过程中空间想象力不足，虽有图示辅助但仍显吃力，今后可增加三维动画模拟。
2. 分组实验时间略紧，个别小组未能完成数据采集，需优化器材配置或提前培训小组长。
3. 对“半波损失”等拓展内容未深入展开，可在选修模块中补充讲解。