關(guān)于波的衍射教案
關(guān)于波的衍射教案
波的衍射
【目的】
1、知道波的反射和折射現(xiàn)象
2、知道波的衍射現(xiàn)象
3、知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條
4、知道衍射是波特有的現(xiàn)象
【重點(diǎn)】
衍射現(xiàn)象、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條
【教學(xué)難點(diǎn)】
發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象條的理解
【教學(xué)方法】
實(shí)驗(yàn)歸納法、電教法、講練法
【教具】
發(fā)波水槽、擋板、投影儀
衍射照片掛圖
【教學(xué)過(guò)程】
復(fù)習(xí)＆引入
1、學(xué)生思考：在空氣中波長(zhǎng)為3.4m的聲波，進(jìn)入水中，其頻率為 Hz，波長(zhǎng)為 m（已知聲波在空氣中的傳播速度為340m/s ，在水中的傳播速度為1450m/s）
答：100 ；14.5 。
波由一種界質(zhì)進(jìn)入另一種界質(zhì)，除了頻率不變外，波長(zhǎng)和波速都發(fā)生了變化，其傳播的方向會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？
2、素材展示：“聞其聲而不見(jiàn)其人”、水波能繞過(guò)水面的蘆葦，這些現(xiàn)象說(shuō)明——波一定是直線傳播的嗎？
答：波常常能繞過(guò)障礙物傳播。
今天，我們就研究波的這些特性。
一、波的反射和折射
素材：對(duì)著高大喊，會(huì)出現(xiàn)回聲；超聲波使用原理…
1、波的反射：波遇到兩種界質(zhì)的分界面時(shí)，一部分會(huì)返回繼續(xù)傳播。
波在反射時(shí)，遵從反射定律；機(jī)械波的反射定律和光的反射定律基本相同。
學(xué)生列舉波的反射的事例…
過(guò)渡：我們剛才已經(jīng)提到，波遇到界質(zhì)的分界面，會(huì)傳播到另一種界質(zhì)中去，且波速、波長(zhǎng)均發(fā)生變化。不僅如此，事實(shí)還證明，只要不是波的入射方向剛好垂直分界面，其進(jìn)入另一界質(zhì)后的傳播方向也會(huì)發(fā)生變化。我們把這種現(xiàn)象稱為——
2、波的折射：波從一種界質(zhì)進(jìn)入另一種界質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。
波在發(fā)生折射時(shí)，遵從折射定律；機(jī)械波的折射定律和光的折射定律基本相同……以后在幾何光學(xué)中再做詳細(xì)介紹。
（機(jī)械波折射的感性事例比較難找。）
根據(jù)能量守恒，反射波的能量和折射波的能量之和應(yīng)等于入射波的能量，所以我們說(shuō)，入射波的一部分波反射，一部分折射，而且，這兩種現(xiàn)象是同時(shí)發(fā)生的。
二、波的衍射
演示：a、水波繞過(guò)擋板繼續(xù)傳播。
b、水波穿過(guò)小孔繼續(xù)傳播。
1、波的衍射 ：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。
學(xué)生思考：a、如果障礙物是擋板，波繞過(guò)大的擋板較容易，還是繞過(guò)小的擋板較容易？
b、如果障礙物是小孔，波繞過(guò)大孔較容易，還是繞過(guò)小孔較容易？
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們繼續(xù)看——
演示：a、水波繞過(guò)不同大小的擋板，衍射效果比較。
b、水波繞過(guò)不同大小的孔，衍射效果比較。
學(xué)生總結(jié)結(jié)論：不論障礙物是擋板還是小孔，只有它們的線度較小時(shí)，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。
當(dāng)然，精確的實(shí)驗(yàn)研究并不是我們這樣的時(shí)間條和空間條所能夠達(dá)到的，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)了更加高水準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)之后，得出了——
2、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
這個(gè)結(jié)論不僅適用于機(jī)械波，也適用于電磁波。
設(shè)問(wèn)：對(duì)于這個(gè)“條”的理解，同學(xué)們覺(jué)得最不好把握的是哪一個(gè)表述呢？
學(xué)生：“相差不多”
教師對(duì)“相差不多”進(jìn)行歸口表述…。
這一結(jié)論和我們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一致的…照應(yīng)。
有了這樣的結(jié)論，我們還可以做一些定量的照應(yīng)——見(jiàn)教材P55，正確解釋“聞其聲而不見(jiàn)其人”的現(xiàn)象……
四、小結(jié)
本節(jié)我們學(xué)習(xí)了三部分內(nèi)容：簡(jiǎn)單介紹了波的反射和折射現(xiàn)象、講了什么是波的衍射、明確了波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條。
最后還需要指出的是，如果明顯衍射的條不滿足，衍射仍然在發(fā)生，只是不容易觀察和檢測(cè)到而已。
目前為止，人們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)粒子運(yùn)動(dòng)能夠繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象，所以，衍射是波這種運(yùn)動(dòng)所具有的特征，我們今后會(huì)根據(jù)這一點(diǎn)（能否發(fā)生衍射）區(qū)分是粒子運(yùn)動(dòng)還是波動(dòng)。這也是我們必須對(duì)衍射要有所了解的原因。
五、作業(yè)布置
閱讀教材；
《優(yōu)化設(shè)計(jì)》P47第2、3、4、5題，做在書(shū)上。
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
注意“教學(xué)過(guò)程”的灰色部分，即是板書(shū)計(jì)劃。
【教后感】
粗線條設(shè)計(jì)比較成功。“反射與折射”知識(shí)的添加使本堂的容量恰到好處，也可以彌補(bǔ)后面（講波的應(yīng)用時(shí)）的知識(shí)空洞。
演示實(shí)驗(yàn)安排很合理，有條不紊。
唯有一處趕到不“停當(dāng)”：障礙物尺寸相同時(shí)，改變波長(zhǎng)的衍射研究沒(méi)有進(jìn)行，只是口頭上介紹了一番。
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