3.3 波的反射、折射和衍射（教学设计）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

3.3 波的反射、折射和衍射 教学设计 备课人 学科 物理 课题 3.3 波的反射、折射和衍射 教学内容分析 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，进一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、折射和衍射现象的研究，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。 学情分析 学习本节的是高二的学生，此时的他们从形象思维为主的经验水平向以抽象思维为主的理论型水平的转变已初步完成，学习方式有所转变，接受知识的能力加强，逻辑思维推理能力已逐渐成熟，但学生缺乏对波的干涉和衍射必要的感性认识，要想学好，需要较高的抽象逻辑思维能力和空间想象能力，这对大部分学生来说具有相当的难度。因此在教学中应充分发挥多媒体辅助教学的作用。 教学目标 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。 3.知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。 教学重难点 1.教学重点：波的反射、折射现象及折射率的计算；波的衍射，以及波产生明显衍射现象的条件。 2.教学难点：构建物理模型，能够画出反射、折射的示意图，知道不同物理现象对应物理量中的变量与不变量。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 提出问题： 对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，这是什么原因？ 声波的反射 你是否注意过水波的反射？ 水波的反射 波的反射应该遵从什么规律？ 学生回答问题。 学生观看视频并回答问题 做出自己的思考 利用学生已知的知识提出问题，激发学生兴趣。 新课教学 一、波的反射 （一）波的反射概念 请同学们阅读课文，并总结波的反射的概念？ 1.定义：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 ：入射线与法线的夹角 叫做入射角。 反射角：反射线与法线的夹角 叫做反射角。 2.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。 （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射． （二）生活中波的反射现象 1.夏日的雷声轰鸣不绝，声波在云层界面多次反射。 2.人耳只能分开相差0.1s以上的声音,在房间里听不到回声. 3.如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？ 【分析】刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了。 4.回声测距的原理是什么？ (1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下,用的时间相等,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为s=v声 。 (2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时,声源发声时障碍物到声源的距离为s=(v声+v) 。 (3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时,声源发声时障碍物到声源的距离s=(v声-v) 。 学生阅读课文并总结知识点。 完善反射定律的内容 观看视频并提出自己的想法。 尝试回答问题 尝试回答问题 锻炼学生阅读归纳能力 观看视频，总结归纳对物理现象的应用。 培养学生学会用所学知识解决实际问题能力。 二、波的折射 （一）思考与讨论 鱼叉是直的，我们看到视频里的鱼叉插进水中是弯的,正如我们看到的水中的铅笔，这就是光的折射现象。机械波会发生折射吗？ （二）波的折射 请同学们阅读课文，并总结波的折射的概念？ 1.定义：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。 2.折射定律：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。 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。 （三）生活中波的反射现象 如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍