人教版高中物理选择性必修1第3章第3节 波的反射、折射和衍射教学设计

人教版高中物理选择性必修1第3章第3节波的反射、折射和衍

射教学设计

课题波的反射、折射和衍射单元3学科物理年级高二

学生在初中阶段已经学过光的反射、折射以及回声等的初步知识。本节内容在相关实例

的基础上，以生活中常见的水波为例，介绍了波的反射、折射和衍射现象，进步加深对波

的特性的认识。对波的衍射现象的研究是一个科学探究的过程，教学的关键在于对实验的

演示、观察和对实验现象的分析。为了有助于分析实验现象，可以在观察真实现象的同时利

教材

分析用动画进行模拟，以便学生对衍射现象留下更加深刻的印象。

波的反射、折射是常见的现象，可通过与光的反射、折射的类比，从对实验现象的研究

中概括出规律。对波的反射、折射和行射现象的研究，既是对运动观念的拓展，也是培养科

学思维与科学探究能力的重要途径，还是培养学生科学态度与责任的载体。

(1)通过实验认识波的反射和折射现象

(2)通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。

教学(3)知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。

目标物理观念：知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

与核科学思维：知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系。

心素

科学思维：了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。

养

科学态度与价值观：在学习过程中培养学生的科学思维与科学探究能力，同事培养学生

科学态度与责任。

重点知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

难点知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时

会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回观察水波从学生熟知

声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是的反射。的声波的反射引

否注意过水波的反射?波的反射应该遵从什么规入课题，由陌生

律?到熟悉。

增强知识的

连贯性。

讲授新课一、波的反射

当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回观察水波演示实验，

来继续传播的现象。的反射现象。让知识更直观的

体现在学生面

前。

当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回

来继续传播的现象。

入射角i：入射线与法线的夹角i叫做入射角。

反射角i’：反射线与法线的夹角i’叫做反

射角。

反射定律：

（1）入射线、法线、反射线在同一平面内，

入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射

角。回忆入射

（2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波角、反射角、让学生体会

相同．反射定律的相到光波的反射和

（3）波遇到两种介质界面时，总存在反射．关知识。折射定律对于物

质波同样成立。

1．回声是声波的反射现象．

利用波的

对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙

反射解释生活渗透学科知

时，会被反射回来继续传播．

中的常见现识在生活中的应

2．夏日的雷声轰鸣不绝．象。用。让课堂知识

声波在云层界面多次反射．更贴近生活。

3．在空房间里讲话感觉声音响．

声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发

生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达

人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以，

在房间里听不到回声，人在房间里讲话感觉声音比

在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会

吸收声波，会影响室内的声响效果．

课堂练习1、有一辆汽车以15m/s的速度匀速完成课堂

行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2s后司练习。

机听到回声,此时汽车距山崖的距离有多远?(v声

=340m/s)

解析：汽车匀速行驶,速度为v车=15m/s,声音

在空气中传播速度不变。汽车从发出笛声到接收到

笛声,二者运动时间相同。如图所示。

设汽车在A点发出笛声,A点到山崖B的距离为

x1,汽车运动到C点接收到笛声,设AC距离为x2,CB

距离为x,因二者运动时间相同,则有x1=x2+x①

x1+x=v声t=340m/s·t②

x2=v车t=15m/s·t③

联立①②③得x=325m。

二、波的折射

波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方

向发生了改变的现象叫做波的折射。

观察波的演示实验，

折射现象。让知识更直观的

体现在学生面

前。

折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法

线的夹角r叫做折射角。

折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面

内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦

跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速

度跟波在第二种介质中的速度之比。

类比光的

波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度

折射，理解记

不同

忆波的折射。

1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法

线。

2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法

线。

3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折

射中的特例。

4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波

长都发生改变。

三、波的衍射

观察波的

波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。

衍射现象。

通过观察发

现知识，让学生

更深刻的理解生

衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后活中见到的物理

方的阴影区域中。现象。

1.一切波都能发生衍射

2.衍射是波特有的现象

发生明显衍射现象的条件

观察视

频，总结产生

明显衍射的条

件。

只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差

不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射

现象。

1、声波的衍射——隔墙有耳

2、电磁波的衍射——收看电视

了解绳波

3、医院中有一种“B超”仪器，常用来探测人

的衍射的应

体内脏的位置及发现可能的病变，这种仪器为什么

用。

要使用超声波而不用普通的声波？

1）超声波的频率范围为大于20000Hz，其相应

波长小于17mm；

2）超声波频率高，故超声波能量大，才容易

穿透皮肤和组织；

3）超声波波长短，不易衍射，在一定距离内

沿直线传播，方向性好，故所拍图像清晰。

1、操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有

低音。走到离操场不远的教学大楼后面，听到喇叭思考问用学习的知

播放的音乐声有所减弱。是高音还是低音减弱得明题，理解发生识解释生活现

显一些？为什么？明显衍射的条象，加深对所学

高音会减弱得明显一些。件。知识的理解。

因为波长越长的波，衍射现象越明显，低音声

波比高音声波的波长长，则经过教学大楼时，衍射

现象更明显，故高音会减弱得明显一些。

课堂练习2、(多选)观察水面波衍射的实验装

置如图所示,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是

波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每完成课堂

两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,练习。

则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是

()

A.此时能明显观察到波的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍

射现象

D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更

明显地观察到衍射现象

解析：从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个

波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,选

项A正确;因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相

同,所以波长也相同,选项B正确;若将孔AB扩大,

将可能不满足发生明显衍射现象的条件,就有可能

观察不到明显的衍射现象,选项C正确;若将波源频

率增大,由于波速不变,所以波长变小,将可能不满

足发生明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明

显的衍射现象,选项D错误。

答案：ABC

拓展提高1.以下关于波的衍射的说法正确的是()完成拓展通过拓展练

A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现提高。习，巩固所学知

象识。

B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象

很明显

C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显

D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,才

会发生明显的衍射现象

解析：凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍

射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔

或障碍物的尺寸跟波