人教版高中物理選修3-4教科書第十二章第六節(jié)《惠更斯原理》名師教案

1、1 / 5惠更斯原理教學(xué)設(shè)計(jì)【核心素養(yǎng)】通過惠更斯原理的學(xué)習(xí)過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生體驗(yàn)理 論探究的愉悅過程?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（1 1）知道什么是波面和波線，了解惠更斯原理。（2 2）認(rèn)識(shí)波的反射現(xiàn)象，并能用惠更斯原理進(jìn)行解釋。（3 3）認(rèn)識(shí)波的折射現(xiàn)象，并能用惠更斯原理進(jìn)行解釋。【學(xué)情分析】學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過光的反射和折射現(xiàn)象以及聲音的反射現(xiàn)象。因此本節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生有一定基礎(chǔ)，本節(jié)課學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)在于接受一些新概念和惠更斯 原理，并利用機(jī)械波的基本知識(shí)好惠更斯原理推導(dǎo)波的反射定律和折射定律，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。而最后的落腳點(diǎn)卻在應(yīng)用兩個(gè)定律分析問題解決問題 上?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】 惠

2、更斯原理【教學(xué)難點(diǎn)】1.1. 波面和波線的概念；2.2. 用惠更斯原理對波的反射規(guī)律和折射規(guī)律進(jìn)行解釋?！窘虒W(xué)過程】 課前：登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)。根據(jù)優(yōu)教平臺(tái)上學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對性教學(xué)。（優(yōu)教提示：請登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送本節(jié)預(yù)習(xí)任務(wù)）（一）復(fù)習(xí)提問 1 1當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾馳而過時(shí)，喇叭的音調(diào)會(huì)由高變低，這是波的 什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象的條件是什么？2.2.下面兩幅圖描繪的分別是波的什么現(xiàn)象？要使現(xiàn)象明顯發(fā)生，各必須具備什么條件？2 / 5(二)惠更斯簡介克里斯蒂安 惠更斯(Christiaan(Christiaan Huygens,Huygens, 1629-16

3、95)1629-1695)是 1717 世紀(jì)荷蘭著名的物 理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，是介于伽利略和牛頓之間一位重要的物理學(xué)先驅(qū)。 他一生致力于科學(xué)事業(yè)的研究，在力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)等自然科學(xué)的諸多 領(lǐng)域都做出了突出的貢獻(xiàn)，成為近代自然科學(xué)的一位重要開拓者，在整個(gè)科技發(fā)展史上有著舉足輕重的地位?；莞乖?16781678 年給巴黎科學(xué)院的信和 16901690 年出版的光論一書中都闡述 了他的光波動(dòng)原理，即惠更斯原理。艾薩克 ？牛頓(IsaacIsaac NewtonNewton)稱德高望重 的惠更斯乃當(dāng)代最偉大的幾何學(xué)家”。(三)波面與波線的概念、惠更斯原理及其應(yīng)用一、波面與波線的概念波面

4、：在波的傳播過程中，任一時(shí)刻振動(dòng)狀態(tài)都相同的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的面。波線：與波面垂直且指向波的傳播方向的直線。波線波線、惠更斯原理3 / 51 1內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的波源，其后任意時(shí)刻, 這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。4 / 52.2.用惠更斯原理解釋球面波、平面波的傳播3.3.用惠更斯原理說明波的衍射如右所示，平面波到達(dá)擋板上的狹縫 ABAB，波面上的每一點(diǎn) 都可以看作子 波的波源，位于狹縫的點(diǎn)也是子波的波源。因此， 波自然可以到達(dá)擋板后的位 置。惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的強(qiáng)度，所以無 法說明衍 射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小的關(guān)系。后來，

5、法國物理學(xué)家 菲涅耳發(fā)展了惠更 斯原理，經(jīng)發(fā)展的原理稱為惠更斯- -菲涅耳原理，該 原理是研究衍射現(xiàn)象的理論 基礎(chǔ)。、波的反射 1 1波的反射：波遇到障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射。2.2.入射角和反射角入射角（i i）:入射波的波線與平面法線的夾角 i i 叫做入射角。反射角（i i）:反射波的波線與平面法線的夾角 i i 叫做反射角3.3.用惠更斯原理解釋波的反射（優(yōu)教提示：請打開素材“動(dòng)畫演示：用惠更斯原理解釋波的反射”）由惠更斯原理，A A、B B 為同一波面上的兩點(diǎn)經(jīng) i i 后，B B 點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界面處 BB點(diǎn)，A A 點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá) AA點(diǎn)。同種介質(zhì)，波速不

6、變。由于B B= AA子波的包皓向稈球血I I迪的札馬子譴旳卑而5 / 5ABB三BAAAAB二BBA所以iiAB*四、波的折射i.i.波的折射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象 叫做波的折射。2.2.折射角 折射角（r r）：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角 r r 叫做折射角。3.3. 用惠更斯原理解釋波的折射（優(yōu)教提示：請打開素材“動(dòng)畫演示：用惠更斯原理解釋波的折射”）由惠更斯原理，A A、B B 為同一波面上的兩點(diǎn)經(jīng) t t 后，B B 點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá)界 面處 D D 點(diǎn)，A A 點(diǎn)發(fā)射的子波到達(dá) C C 點(diǎn)，由于BDQtsin iAD ADACv2也ts

7、inrAD AD所以sin i v,sin r v2折射定律：折射線、法線、入射線在同一平面內(nèi)，折射線與入射線分居法線 兩側(cè)。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度與波在第 二種介質(zhì)中的速度之比。竺 二匕（其中皿二匕叫做介質(zhì) 2 2 對介質(zhì) 1 1 的相對折射率。）sin r v2v2af6 / 5波發(fā)生折射的原因：波在不同介質(zhì)中的速度不同。思考與討論：1 1當(dāng)入射速度大于折射速度時(shí)，折射線偏向法線，還是偏離法線？當(dāng)入射速度小 于折射速度時(shí)，情況又如何？2.2.在波的折射現(xiàn)象中，波的頻率、波速和波長這三個(gè)物理量有哪些發(fā)生改變，哪 E E 些不變，為什么？ 鞏固練習(xí)：某列波以 6060勺入射角從甲介質(zhì)射到乙介質(zhì)的界面上同時(shí)發(fā)生反射和折射， 若反射線與折射線成 9090角，波在乙介質(zhì)中的波速為 1.21.2 10105 5km/skm/s，求波在甲介 質(zhì)中的速度是多少？ 課堂訓(xùn)練：（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習(xí)題，使用互動(dòng)答題卡，更快更便捷地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況）（四）課堂小結(jié)1.1. 波面與波線的概念；2.2. 惠更斯原理；3.3. 應(yīng)用惠更斯原理解釋波