2024-2025學(xué)年高中物理第十二章機(jī)械波4波的衍射和干涉教案新人教版選修3-4

PAGE1-第五節(jié)波的衍射教學(xué)目標(biāo)：（一）學(xué)問(wèn)與技能1、知道什么是波的衍射現(xiàn)象。2、知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3、知道衍射是波的特有現(xiàn)象。（二）過(guò)程與方法能夠運(yùn)用衍射條件進(jìn)行推斷。（三）情感、看法與價(jià)值觀了解波的衍射在生活中的應(yīng)用，感受物理與生活之間的聯(lián)系。教學(xué)重點(diǎn)：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件的應(yīng)用。教學(xué)方法：試驗(yàn)演示和多媒體協(xié)助教學(xué)。教學(xué)用具：水槽演示儀，長(zhǎng)條橡膠管，投影儀、CAI課件。教學(xué)過(guò)程：（一）引入新課大家都熟識(shí)“聞其聲不見(jiàn)其人”、“隔墻有耳”的物理現(xiàn)象，這是什么緣由呢？通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們就會(huì)知道，原來(lái)波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象，這就是波的衍射。（二）新課教學(xué)1、波的衍射老師：波在向前傳播遇到障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生波線彎曲，偏離原來(lái)的直線方向而繞到障礙物的背后接著轉(zhuǎn)播，這種現(xiàn)象就叫做波的衍射。大家想一想，你見(jiàn)過(guò)的哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？學(xué)生舉例：在水塘里，微風(fēng)激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)燃?xì)小的障礙物，會(huì)繞過(guò)它們接著傳播；房間內(nèi)講話，在房外也可以聽(tīng)到；收音機(jī)在房間內(nèi)也能收到電臺(tái)放射的電磁波等等。老師：任何波在遇到障礙物時(shí)，都能發(fā)生衍射，但不同的波發(fā)生衍射的明顯程度不同。下面我們用水波槽和小擋板來(lái)做試驗(yàn)，請(qǐng)大家仔細(xì)視察?！狙菔尽吭谒ú劾锓乓粋€(gè)小擋板，讓波源發(fā)出的圓形波遇到小擋板，將試驗(yàn)現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上。現(xiàn)象：水波繞過(guò)小擋板接著傳播。將小擋板換成長(zhǎng)擋板，重新做試驗(yàn)。現(xiàn)象：水波不能繞到長(zhǎng)擋板的背后傳播。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明什么？結(jié)論：發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關(guān)。下面通過(guò)試驗(yàn)探討發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。【演示】在水波槽里放兩塊小擋板，當(dāng)中留一狹縫，視察波源發(fā)出的水波通過(guò)窄縫后怎樣傳播。（1）保持水波的波長(zhǎng)不變，變更窄縫的寬度（由窄到寬），視察波的傳播狀況有什么變更。將試驗(yàn)現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上。視察到的現(xiàn)象：在窄縫的寬度跟波長(zhǎng)相差不多的狀況下，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。水波繞到擋板后面接著傳播。（投影課本圖12.5-1乙）在窄縫的寬度比波長(zhǎng)大得多的狀況下，波在擋板后面的傳播就猶如光線沿直線傳播一樣，在擋板后面留下了“陰影區(qū)”。（投影課本圖12.5-1甲）（2）保持窄縫的寬度不變，變更水波的波長(zhǎng)（由小到大），將試驗(yàn)現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上?？梢钥吹剑涸谡p不變的狀況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。將課本圖12.5-2中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上（如圖所示），它們是做衍射試驗(yàn)時(shí)拍下的照片。甲中波長(zhǎng)是窄縫寬度的3/10，乙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的5/10，丙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的7/10。通過(guò)對(duì)比可以看出：窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象。窄縫寬度比波長(zhǎng)大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長(zhǎng)相比特別大時(shí)，水波將直線傳播，視察不到衍射現(xiàn)象。結(jié)論：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能視察到明顯的衍射現(xiàn)象。［課件演示：波的衍射（通過(guò)課件演示，形象直觀地再現(xiàn)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，給學(xué)生再次留下清楚直觀的印象，從而收到良好的教學(xué)效果。）］老師：大家都熟識(shí)“聞其聲不見(jiàn)其人”的物理現(xiàn)象，這是什么緣由呢？介紹：能夠引起聽(tīng)覺(jué)的聲波范圍是20Hz～20000Hz，空氣中的聲速按340m/s計(jì)算老師：引導(dǎo)學(xué)生求解聲波的波長(zhǎng)范圍，并說(shuō)明“聞其聲不見(jiàn)其人”的緣由。學(xué)生計(jì)算：由得，能夠引起聽(tīng)覺(jué)的聲波波長(zhǎng)范圍是1.7cm～17m之間。這個(gè)范圍可以和一般的障礙物的尺寸相比，因此聲波能夠繞過(guò)一般障礙物，發(fā)生明顯的衍射。老師：為何“不見(jiàn)其人”呢？后面我們還要學(xué)習(xí)光的學(xué)問(wèn)。光也是一種波?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍約在0.4～0.7μm之間，跟一般障礙物的尺寸相比特別小，所以通常狀況下看不到光的衍射，這就是我們通常說(shuō)的，“光沿直線傳播”。強(qiáng)調(diào)指出：一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波的特有現(xiàn)象。2、惠更斯原理對(duì)波的衍射的說(shuō)明老師：板畫(huà)教材圖12.5－3，引導(dǎo)學(xué)生用惠更斯原理說(shuō)明波的衍射。（三）課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了波的衍射。一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波的特有