波的反射、折射和衍射+教學(xué)設(shè)計(jì) 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科高中物理年級(jí)高二年級(jí)學(xué)期秋季課題波的反射、折射和衍射教科書書名：人教2017課標(biāo)版物理選擇性必修第一冊(cè)教材出版社：人民教育出版社出版日期：2020年5月教學(xué)目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象。通過用波線解釋波的反射、折射現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)波動(dòng)中構(gòu)建物理模型的方法。知道波的衍射現(xiàn)象通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)習(xí)波產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過光的反射、折射以及回聲等的初步知識(shí)。本節(jié)內(nèi)容在相關(guān)實(shí)例的基礎(chǔ)上，以生活中常見的水波為例，介紹了波的反射、折射現(xiàn)象，進(jìn)一步加深對(duì)波的認(rèn)識(shí)。對(duì)波的衍射現(xiàn)象的研究是一個(gè)科學(xué)探究的過程，教學(xué)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)的探究、觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。

教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)波的傳播現(xiàn)象的研究是一個(gè)科學(xué)探究的過程，教學(xué)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)的探究、觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。通過實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件教學(xué)過程通過一個(gè)問題——“高層密布的城市之間，低樓層是如何保持信號(hào)通暢對(duì)？”引入，開始波的傳播規(guī)律的學(xué)習(xí)；過視頻引入，開始波的反射學(xué)習(xí)，由演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出波的反射規(guī)律；結(jié)合實(shí)際，介紹波的反射在人類生活、生產(chǎn)中的重要應(yīng)用；通過光的反射和折射，探究波的折射現(xiàn)象，利用發(fā)波水槽觀察折射現(xiàn)象；由一個(gè)小視頻、一張衛(wèi)星照片解釋什么是波的衍射；動(dòng)畫模擬發(fā)波水槽中的水波形態(tài)，了解狹縫和孔對(duì)衍射的影響；通過低音衍射更明顯的視頻，引發(fā)學(xué)生的思考——波在什么條件下將發(fā)生明顯的衍射；利用發(fā)波水槽實(shí)驗(yàn)探究：波在什么條件下將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象——只有縫、孔的寬度或障礙物尺寸跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象；最后利用無線電波的傳輸特點(diǎn)，總結(jié)本節(jié)所學(xué)的波的反射、折射和衍射。【課堂引入】幾乎每個(gè)城市都會(huì)有自己的高層地標(biāo)，他們一般是廣播電視臺(tái)或通訊公司的信號(hào)基站，用于發(fā)射信號(hào)覆蓋整座城市。但城市里高層密布，像學(xué)校這樣的矮房子夾在其中，為何還能保證信號(hào)的通暢呢？想要回答這個(gè)問題就需要同學(xué)們隨老師一起來繼續(xù)學(xué)習(xí)《波的反射、折射和衍射》【實(shí)驗(yàn)觀察】為了讓大家觀察到波反射，老師準(zhǔn)備了一個(gè)“發(fā)波水槽”：它的工作原理是通過電機(jī)使得小振球固定頻率的上下振動(dòng)，在水面上激起水波紋，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察水波遇到四壁時(shí)的反射現(xiàn)象?！疽?guī)律總結(jié)】用波線將波的傳播方向體現(xiàn)出來，可以看到波線在遇到了障礙平面后發(fā)生了反射。仔細(xì)觀察這一現(xiàn)象圖，再結(jié)合初中所學(xué)的光的反射，我們不難總結(jié)出波的反射規(guī)律：入射線、反射線、法線在同一平面內(nèi)，且反射線與入射線分局法線兩側(cè)，反射角等于入射角【知識(shí)延伸】波的反射在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用：B超，波的反射也在軍事領(lǐng)域有重要應(yīng)用——如深海探測(cè)（聲納），如高空探測(cè)（雷達(dá)），都是通過波的反射來觀察異常。但說到雷達(dá)探測(cè)，就不得不提到大名鼎鼎的隱身轟炸機(jī)了，通過短視頻看看它的真容，并嘗試分析隱形戰(zhàn)機(jī)是如何做到隱形的。【知識(shí)銜接】當(dāng)光束照在水面上，我們不僅能觀察到光的反射，還能看到它的折射。那么水波會(huì)折射嗎？【實(shí)驗(yàn)觀察】實(shí)驗(yàn)器材中的透明片如圖所示放入水槽中，透明片將使水槽中出現(xiàn)兩個(gè)深度不同的水域，接通電源后，請(qǐng)觀察波在水域交界處的傳播變化。【聯(lián)系生活實(shí)際】水港的俯拍圖，我們看到海面上來的水波遇到了一長(zhǎng)串礁石，而這串礁石卻并不能保證它后方的風(fēng)平浪靜，在它的“陰影區(qū)”還是出現(xiàn)了水波，這就是波的衍射現(xiàn)象——波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播【聯(lián)系生活實(shí)際】在老師準(zhǔn)備的視頻會(huì)發(fā)現(xiàn)，低音的衍射現(xiàn)象更加明顯。請(qǐng)同學(xué)們思考，波在什么條件下會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象呢？【實(shí)驗(yàn)探究】利用發(fā)波水槽，探究【波在什么條件下能發(fā)生明顯衍射】：只有縫、孔的寬度或障礙物尺寸跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象【知識(shí)總結(jié)】光一樣可以衍射，只是在日常生活中衍射不夠明顯，難以觀察到；一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波的特有現(xiàn)象【前沿科普】所以，廣播塔的信號(hào)是如何傳播到城市的每一個(gè)細(xì)微之處呢？其實(shí)就是利用了波的反射、