§10-4 波的衍射

【目的】
1、知道波的反射和折射现象
2、知道波的衍射现象
3、知道波发生明显衍射现象的条
4、知道衍射是波特有的现象
【重点】
衍射现象、发生明显衍射现象的条
【教学难点】
发生明显衍射现象条的理解
【教学方法】
实验归纳法、电教法、讲练法
【教具】
发波水槽、挡板、投影仪
衍射照片挂图
【教学过程】
○、复习＆引入
1、学生思考：在空气中波长为3.4m的声波，进入水中，其频率为 Hz，波长为 m（已知声波在空气中的传播速度为340m/s ，在水中的传播速度为1450m/s）
答：100 ；14.5 。
波由一种界质进入另一种界质，除了频率不变外，波长和波速都发生了变化，其传播的方向会不会发生变化？
2、素材展示：“闻其声而不见其人”、水波能绕过水面的芦苇，这些现象说明——波一定是直线传播的吗？
答：波常常能绕过障碍物传播。
今天，我们就研究波的这些特性。
一、波的反射和折射
素材：对着高大喊，会出现回声；超声波使用原理…
1、波的反射：波遇到两种界质的分界面时，一部分会返回继续传播。
波在反射时，遵从反射定律；机械波的反射定律和光的反射定律基本相同。
学生列举波的反射的事例…
过渡：我们刚才已经提到，波遇到界质的分界面，会传播到另一种界质中去，且波速、波长均发生变化。不仅如此，事实还证明，只要不是波的入射方向刚好垂直分界面，其进入另一界质后的传播方向也会发生变化。我们把这种现象称为——
2、波的折射：波从一种界质进入另一种界质时，传播方向会发生改变的现象。
波在发生折射时，遵从折射定律；机械波的折射定律和光的折射定律基本相同……以后在几何光学中再做详细介绍。
（机械波折射的感性事例比较难找。）
根据能量守恒，反射波的能量和折射波的能量之和应等于入射波的能量，所以我们说，入射波的一部分波反射，一部分折射，而且，这两种现象是同时发生的。
二、波的衍射
演示：a、水波绕过挡板继续传播。
b、水波穿过小孔继续传播。
1、波的衍射 ：波可以绕过障碍物继续传播的现象。
学生思考：a、如果障碍物是挡板，波绕过大的挡板较容易，还是绕过小的挡板较容易？
b、如果障碍物是小孔，波绕过大孔较容易，还是绕过小孔较容易？
实践是检验真理的唯一标准。我们继续看——
演示：a、水波绕过不同大小的挡板，衍射效果比较。
b、水波绕过不同大小的孔，衍射效果比较。
学生总结结论：不论障碍物是挡板还是小孔，只有它们的线度较小时，衍射现象才会明显。
当然，精确的实验研究并不是我们这样的时间条和空间条所能够达到的，科学家们经过了更加高水准的实验之后，得出了——
2、发生明显衍射现象的条：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
这个结论不仅适用于机械波，也适用于电磁波。
设问：对于这个“条”的理解，同学们觉得最不好把握的是哪一个表述呢？
学生：“相差不多”
教师对“相差不多”进行归口表述…。
这一结论和我们观察到的实验现象是一致的…照应。
有了这样的结论，我们还可以做一些定量的照应——见教材P55，正确解释“闻其声而不见其人”的现象……
四、小结
本节我们学习了三部分内容：简单介绍了波的反射和折射现象、讲了什么是波的衍射、明确了波发生明显衍射现象的条。
最后还需要指出的是，如果明显衍射的条不满足，衍射仍然在发生，只是不容易观察和检测到而已。
目前为止，人们还没有发现粒子运动能够绕过障碍物的现象，所以，衍射是波这种运动所具有的特征，我们今后会根据这一点（能否发生衍射）区分是粒子运动还是波动。这也是我们必须对衍射要有所了解的原因。
五、作业布置
阅读教材；
《优化设计》P47第2、3、4、5题，做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。
【教后感】
粗线条设计比较成功。“反射与折射”知识的添加使本堂的容量恰到好处，也可以弥补后面（讲波的应用时）的知识空洞。
演示实验安排很合理，有条不紊。
唯有一处赶到不“停当”：障碍物尺寸相同时，改变波长的衍射研究没有进行，只是口头上介绍了一番。

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