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(xué)目標(biāo)】 （一）知識(shí)目標(biāo) 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(biāo) 提高學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律的能力. （三）德育目標(biāo) 通過對(duì)衍射現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的方法. 【教學(xué)重點(diǎn)】 1.波的衍射現(xiàn)象. 2.波能夠產(chǎn)生明顯衍射的條件. 【教學(xué)難點(diǎn)】產(chǎn)生明顯衍射條件的教學(xué). 【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)歸納法、電教法、講練法 【教學(xué)用具】水波槽、兩塊擋板、兩塊有小孔的木板、實(shí)物投影儀、水波的衍射照片. 【教學(xué)過程】 一、引入 ［放錄像］ 在水塘里，微風(fēng)激起的水波遇到露出水面的小石、蘆葦?shù)燃?xì)小的障礙物，會(huì)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(shí)，為什么會(huì)繞過它們繼續(xù)傳播呢？ 本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)這種現(xiàn)象. 板書：波的衍射 二、新課教學(xué) (一)波的衍射 ［演示實(shí)驗(yàn)］ 在實(shí)物投影儀上放一個(gè)發(fā)波水槽 1.使振動(dòng)片開始振動(dòng)，觀察產(chǎn)生的水波. 2.在波源的前方放一個(gè)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(gè)小的障礙物(如一段細(xì)鐵絲)，觀察水波在傳播過程中發(fā)生的現(xiàn)象. ［學(xué)生操作］ 教師演示結(jié)束后，學(xué)生每?jī)扇艘唤M，做上述實(shí)驗(yàn). ［學(xué)生描述看到的現(xiàn)象］ 現(xiàn)象一：當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，看到有一列圓形水波形成，向遠(yuǎn)處傳播. 現(xiàn)象二：如果在波源的前方放一塊較大的木板時(shí)，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(yuǎn)處，波才稍微繞到影子區(qū)域里. 現(xiàn)象三：當(dāng)用細(xì)鐵絲替換木板后，發(fā)現(xiàn)波繞過障礙物繼續(xù)前進(jìn)，不會(huì)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(shí)候不明顯(例如剛才的現(xiàn)象二)，有的時(shí)候很明顯(例如剛才的現(xiàn)象三). ［演示實(shí)驗(yàn)］ 1.在投影儀上放一個(gè)發(fā)波水槽. 2.讓振動(dòng)片振動(dòng)，觀察水面形成的波. 3.在水槽內(nèi)放兩塊擋板，當(dāng)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(xué)生描述看到的現(xiàn)象］ 現(xiàn)象一：讓振動(dòng)片振動(dòng)后，看到有一列圓形水波形成. 現(xiàn)象二：當(dāng)木板間的縫較寬時(shí)，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(yuǎn)處，波才稍微繞到影子區(qū)域里. 現(xiàn)象三：當(dāng)兩板間的縫較小時(shí)看到在孔后的整個(gè)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(dāng)波通過小孔時(shí)，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(xué)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(zhǎng)小，或者跟波長(zhǎng)差不多. 教師做進(jìn)一步講解說明： 1.衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會(huì)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(zhǎng)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(shí))，小孔或障礙物仿佛是一個(gè)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(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)化訓(xùn)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(jī)械波的特有的現(xiàn)象 B.對(duì)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(zhǎng)較大 2.在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)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(yīng)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(jī)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(xiàng)A、C是錯(cuò)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(zhǎng)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，所以選項(xiàng)B是正確的. 聲波的波長(zhǎng)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(zhǎng)較長(zhǎng)，聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)D是正確的. 2.答：D 在水槽中激發(fā)的水波波長(zhǎng)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(yīng)取小孔的尺寸小于波長(zhǎng). ［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(jìn)的衍射現(xiàn)象，激發(fā)水波的振子振動(dòng)頻率大些好還是小些好？為什么？ ［學(xué)生討論后回答］ 當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多時(shí)，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(zhǎng)越長(zhǎng)越好，所以，激發(fā)水波的振子振動(dòng)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(xì)棒對(duì)水波的傳播沒有影響，這是波的______現(xiàn)象. 學(xué)生解答，對(duì)本節(jié)進(jìn)行小結(jié). 四、作業(yè) P18練習(xí)四①② 五、板書設(shè)計(jì) →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(zhǎng)小或能與波長(zhǎng)相比較 →衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，一切波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象 波的衍射