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§10-4 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】
衍射現(xiàn)象、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條
【教學(xué)難點】
發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象條的理解
【教學(xué)方法】
實驗歸納法、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)過程】
○、復(fù)習(xí)＆引入
1、學(xué)生思考：在空氣中波長為3.4m的聲波，進入水中，其頻率為 Hz，波長為 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)進入另一種界質(zhì)，除了頻率不變外，波長和波速都發(fā)生了變化，其傳播的方向會不會發(fā)生變化？
2、素材展示：“聞其聲而不見其人”、水波能繞過水面的蘆葦，這些現(xiàn)象說明——波一定是直線傳播的嗎？
答：波常常能繞過障礙物傳播。
今天，我們就研究波的這些特性。
一、波的反射和折射
素材：對著高大喊，會出現(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，一部分會返回繼續(xù)傳播。
波在反射時，遵從反射定律；機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…
過渡：我們剛才已經(jīng)提到，波遇到界質(zhì)的分界面，會傳播到另一種界質(zhì)中去，且波速、波長均發(fā)生變化。不僅如此，事實還證明，只要不是波的入射方向剛好垂直分界面，其進入另一界質(zhì)后的傳播方向也會發(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)進入另一種界質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生改變的現(xiàn)象。
波在發(fā)生折射時，遵從折射定律；機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)中再做詳細介紹。
（機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，入射波的一部分波反射，一部分折射，而且，這兩種現(xiàn)象是同時發(fā)生的。
二、波的衍射
演示：a、水波繞過擋板繼續(xù)傳播。
b、水波穿過小孔繼續(xù)傳播。
1、波的衍射 ：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。
學(xué)生思考：a、如果障礙物是擋板，波繞過大的擋板較容易，還是繞過小的擋板較容易？
b、如果障礙物是小孔，波繞過大孔較容易，還是繞過小孔較容易？
實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們繼續(xù)看——
演示：a、水波繞過不同大小的擋板，衍射效果比較。
b、水波繞過不同大小的孔，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，衍射現(xiàn)象才會明顯。
當(dāng)然，精確的實驗研究并不是我們這樣的時間條和空間條所能夠達到的，科學(xué)家們經(jīng)過了更加高水準(zhǔn)的實驗之后，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相差不多，或比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
這個結(jié)論不僅適用于機械波，也適用于電磁波。
設(shè)問：對于這個“條”的理解，同學(xué)們覺得最不好把握的是哪一個表述呢？
學(xué)生：“相差不多”
教師對“相差不多”進行歸口表述…。
這一結(jié)論和我們觀察到的實驗現(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)——見教材P55，正確解釋“聞其聲而不見其人”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到而已。
目前為止，人們還沒有發(fā)現(xiàn)粒子運動能夠繞過障礙物的現(xiàn)象，所以，衍射是波這種運動所具有的特征，我們今后會根據(jù)這一點（能否發(fā)生衍射）區(qū)分是粒子運動還是波動。這也是我們必須對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》P47第2、3、4、5題，做在書上。
【板書設(shè)計】
注意“教學(xué)過程”的灰色部分，即是板書計劃。
【教后感】
粗線條設(shè)計比較成功�！胺瓷渑c折射”知識的添加使本堂的容量恰到好處，也可以彌補后面（講波的應(yīng)用時）的知識空洞。
演示實驗安排很合理，有條不紊。
唯有一處趕到不“停當(dāng)”：障礙物尺寸相同時，改變波長的衍射研究沒有進行，只是口頭上介紹了一番。

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