2019-2020年高中物理 12.5 波的衍射教案 新人教版3-4.doc

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2019-2020年高中物理 12.5 波的衍射教案 新人教版3-4 【教學目標】 （一）知識目標 1.知道什么是波的衍射現(xiàn)象. 2.知道波發(fā)生衍射的條件. 3.知道衍射是波特有的現(xiàn)象. （二）能力目標 提高學生從實驗現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律的能力. （三）德育目標 通過對衍射現(xiàn)象的學習，使學生學會從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的方法. 【教學重點】 1.波的衍射現(xiàn)象. 2.波能夠產(chǎn)生明顯衍射的條件. 【教學難點】產(chǎn)生明顯衍射條件的教學. 【教學方法】實驗歸納法、電教法、講練法 【教學用具】水波槽、兩塊擋板、兩塊有小孔的木板、實物投影儀、水波的衍射照片. 【教學過程】 一、引入 ［放錄像］ 在水塘里，微風激起的水波遇到露出水面的小石、蘆葦?shù)燃毿〉恼系K物，會繞過它們繼續(xù)傳播，好像它們并不存在. ［教師］ 在水波的傳播過程中，遇到小石、蘆葦?shù)日系K物時，為什么會繞過它們繼續(xù)傳播呢？ 本節(jié)課我們來學習這種現(xiàn)象. 板書：波的衍射 二、新課教學 (一)波的衍射 ［演示實驗］ 在實物投影儀上放一個發(fā)波水槽 1.使振動片開始振動，觀察產(chǎn)生的水波. 2.在波源的前方放一個障礙物(例如一塊木板)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象. 3.在波源的前方放一個小的障礙物(如一段細鐵絲)，觀察水波在傳播過程中發(fā)生的現(xiàn)象. ［學生操作］ 教師演示結(jié)束后，學生每兩人一組，做上述實驗. ［學生描述看到的現(xiàn)象］ 現(xiàn)象一：當振動片振動時，看到有一列圓形水波形成，向遠處傳播. 現(xiàn)象二：如果在波源的前方放一塊較大的木板時，在靠近障礙物后面沒有波，也就是留下了“影子”，只有在離障礙物較遠處，波才稍微繞到影子區(qū)域里. 現(xiàn)象三：當用細鐵絲替換木板后，發(fā)現(xiàn)波繞過障礙物繼續(xù)前進，不會產(chǎn)生“影子”區(qū)域. 教師總結(jié)并板書： 1.波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射. 2.衍射有的時候不明顯(例如剛才的現(xiàn)象二)，有的時候很明顯(例如剛才的現(xiàn)象三). ［演示實驗］ 1.在投影儀上放一個發(fā)波水槽. 2.讓振動片振動，觀察水面形成的波. 3.在水槽內(nèi)放兩塊擋板，當中留一窄縫，觀察水波通過窄縫后怎樣傳播. 4.改變擋板間窄縫的寬度，觀察水波的傳播情況有什么變化？ ［學生描述看到的現(xiàn)象］ 現(xiàn)象一：讓振動片振動后，看到有一列圓形水波形成. 現(xiàn)象二：當木板間的縫較寬時，水波經(jīng)過孔后在連接波源和孔的兩邊的兩條直線所限制的區(qū)域里傳播，在較遠處，波才稍微繞到影子區(qū)域里. 現(xiàn)象三：當兩板間的縫較小時看到在孔后的整個區(qū)域里傳播著以孔為中心的圓形波. ［教師總結(jié)］ 通過以上現(xiàn)象可知：當波通過小孔時，也能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，且孔越小，衍射現(xiàn)象越明顯. 板書： 波的傳播過程中，波偏離直線傳播的方向而繞到障礙物或小孔的“陰影”區(qū)的現(xiàn)象，叫做波的衍射. (二)產(chǎn)生波的衍射的條件 學生總結(jié)得到 產(chǎn)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長差不多. 教師做進一步講解說明： 1.衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象. 2.衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異. 3.障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射能否發(fā)生的條件，僅是使衍射現(xiàn)象明顯表現(xiàn)的條件. 4.一般情況下，波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象. 5.波傳到小孔(或障礙物時)，小孔或障礙物仿佛是一個新的波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波(稱為子波)在孔或障礙物后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播方向的衍射現(xiàn)象. 6.當孔的尺寸遠小于波長時盡管衍射十分突出，但由于能量的減弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到. (三)強化訓練 1.下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是 A.衍射是一切機械波的特有的現(xiàn)象 B.對同一列波，縫、寬或孔、障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯. C.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D.聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長較大 2.在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率是5 Hz，水波在水波槽中的傳播速度為0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應為 A.10 cm B.5 m C.d＞1 cm D.d＜1 cm 參考答案 1.答：BD 不只機械波(包括橫波和縱波)能發(fā)生衍射現(xiàn)象，其他類的波也能發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射是一切波特有的現(xiàn)象，所以選項A、C是錯誤的. 發(fā)生明顯的衍射是有條件的，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項B是正確的. 聲波的波長在1.7 cm到17 m之間，一般常見的障礙物或孔的大小可與之相比，正是由于聲波波長較長，聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以選項D是正確的. 2.答：D 在水槽中激發(fā)的水波波長為 m=0.01 m=1 cm 要求在小孔后產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象，應取小孔的尺寸小于波長. ［出示課堂討論題］ 將一只小瓶立于水槽中，在槽中激發(fā)水波若想在瓶子后面看到水波繞進的衍射現(xiàn)象，激發(fā)水波的振子振動頻率大些好還是小些好？為什么？ ［學生討論后回答］ 當障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多時，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，由于瓶子的直徑已確定，故水波的波長越長越好，所以，激發(fā)水波的振子振動頻率越小越好，f越小，水波的λ越大，λ就更接近瓶子的直徑. 三、小結(jié) 用投影片出示下列小結(jié)思考題 1.什么是波的衍射？ 2.產(chǎn)生明顯衍射的條件是什么？ 3.插在水中的細棒對水波的傳播沒有影響，這是波的______現(xiàn)象. 學生解答，對本節(jié)進行小結(jié). 四、作業(yè) P18練習四①② 五、板書設計 →衍射是波離開直線傳播的位置繞到障礙物后的現(xiàn)象 →產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的大小比波長小或能與波長相比較 →衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，一切波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象 波的衍射