4.波的折射与反射（表格式教学设计）物理教科版2019选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“波的折射与反射”核心内容，通过蝙蝠回声定位现象及雷达、声呐等科技应用导入，衔接初中光的反射折射知识，搭建“生活现象-物理原理-科技应用”学习支架，引导学生建立知识脉络。 以实验探究为特色，通过绳波反射实验、水波反射与折射视频观察，结合“现象观察-证据分析-规律归纳”流程，培养科学探究素养。运用类比法建构波线模型，落实科学思维中的模型建构与类比迁移，生活实例深化运动与相互作用观念，助力学生提升探究能力，为教师提供结构化教学素材。

第4节 波的折射与反射 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第4节 波的折射与反射 教学 目标 物理观念 通过观察波的反射、折射现象,理解这些现象都是波与介质相互作用的结果，体现了物质的运动与相互作用的观念，为进一步建立能量观念提供支撑。 科学思维 通过类比声与光的反射和折射,研究波的反射和折射现象,渗透了模型建构与质疑创新的思想,促进了学生科学思维素养的培养。 科学探究 通过进行水波的相关实验,经历基于证据得出结论的过程,提升学生的科学探究素养。 科学态度 与责任 基于实验现象得出结论,培养学生严谨的科学态度和认真、实事求是的治学精神。 教学 重难点 1.了解波的反射和折射现象，掌握波的反射和折射规律(重点)。 2.应用反射和折射原理，解释生活中的反射和折射现象(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现它们总是爱尖叫，蝙蝠为什么要尖叫呢？ 学生：蝙蝠的视力很差，它是依靠嘴发出高出两万赫兹的超声波，遇到障碍物就会反射回来传到蝙蝠灵敏的耳朵里。蝙蝠通过大脑，判断出障碍物的样子或是吃还是逃。 教师：蝙蝠的这个特殊的能力，与我们这节课的内容有着很紧密的关系。接下来，我们就一同进入今天的学习——波的折射与反射。 学生查阅资料，讨论并回答问题。 新课讲授 一、生活中波的反射现象 教师：（播放视频）请同学们结合视频内容，查阅资料，说说现代科技领域中有哪些仪器与蝙蝠探测原理类似？ 学生：雷达、声呐、医学超声成像等。 教师：（播放视频）提问：雷达一定可以探测到所有的物体信息吗？ 学生：不一定。如隐形飞机等，雷达就探测不到。 教师：蝙蝠和雷达都利用了波的什么现象？ 学生：波的反射现象（回声定位原理）。 学生观看视频，查阅资料，回答问题。 新课讲授 二、波的反射现象 教师：人在山谷或空旷的大厅说话会听到回声，那是声波传到山崖或高墙时的反射;夏日的雷声轰鸣不绝，那是声波在云层界面多次反射形成的。波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。 利用如图所示的实验装置进行实验。固定绳的一端，用手握住绳的另一端，手向左抖动一次，你看到了什么现象? 学生：我们可以发现，当手向左抖动一次时，一个向左凸起的形状沿绳向另一端传去。当波遇到固定端时反射回来，可以看到反射波的波形。 教师：刚刚我们做完了绳波反射实验，现在来看看水波反射是什么样子？（播放视频） 提问：1.我们在实验中看到的波纹是什么？2.视频中水波为什么能形成同心圆？ 学生：1.波纹实际是水波传播过程中，相位相同的点组成的面，简称波面；2.波的传播方向与波面垂直，我们用波线表示波的传播方向，它相当于光学中的光线。 师生：共同归纳波的反射的有关内容 1.定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质的界面时返回到原介质继续传播的现象。 2.入射角i和反射角i’： （1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 （2）反射波的波线与平面法线的夹角i’叫做反射角。 3.反射定律：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。 教师：提醒注意：（1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。 （2）波遇到两种介质界面时，总存在反射。 记忆小口诀：三线共面，两线分居，两角相等。 教师：1.回声是声波的反射现象 对着山崖或高墙说话时，声波传到山崖或高墙时，声波会被反射回来继续传播。 2.夏日雷声轰鸣不绝 雷声发出的声波在云层间多次反射，会导致雷声轰鸣不绝。 学生动手实验，回答问题。 学生与教师归纳波的反射有关知识。 新课讲授 三、波的折射现象 教师：（播放视频） 提问：从刚才的视频中，大家可以观察到水波的间距有什么规律？ 学生：我们可以看到水波从深水到浅水间距越来越小。 教师：我们都知道水波在传播过程中频率不变，那是什么因素导致这种现象产生？ 学生：水波从深水到浅水中传递虽然频率不变，但是波速v在减小，根据公式v=fλ可知波长在减小。 师生：共同归纳波的折射的有关内容 1.定义：波的折射：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生偏折的现象。 2.折射角（r）： （1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 （2）折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 教师：（1）折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 （2）传播速度减小时，折射线折向法线。 （3）传播速度增大时，折射线折离法线。 （4）当垂直界面入射时，传播方向不改变。 （5）折射时，波的频率不变，波速和波长都发生改变。 学生认真观看视频，回答问题。 课 堂 练 习 1.以下关于波的认识，不正确的是(　　) A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．超声雷达的工作原理是利用波的折射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 答案　C 解析　潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用了波的反射原理，A正确；隐形飞机隐形的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法发现，可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质，或使用吸收雷达电磁波的材料，或利用自身怪异的外形改变反射电磁波的方向，这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，使得隐形飞机很难被发现，B正确；超声雷达发射超声波，然后根据被障碍物反射回的波判断状况，即利用波的反射，C错误；水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，D正确． 2.(多选)下列说法正确的是(　　) A．波发生反射时，频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 答案　 BC 解析　波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波速和波长均发生变化，故B、C正确，A、D错误． 3.图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则(　　) A．2与1的波长、频率相等，波速不等 B．2与1的波速、频率相等，波长不等 C．3与1的波速、频率、波长均相等 D．3与1的频率相等，波速、波长均不等 答案　D 解析　波线1、2都在介质a中，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波线1、3是在两种不同介质中，波速不同，但波源没变，因而频率相等，波速改变，由λ＝得波长改变，故C错，D对． 课 堂 小 结 本节课中,通过初中学过的光的反射和折射,来类比波(水波)的反射和折射,运用相同的研究思路与方法,分析波的反射和折射现象。教学中,从实验出发,让学生经历实验探究的完整过程和分析过程,有利于培养学生的实验探究能力、类比迁移能力和科学思维能力。 板 书 设 计 第4节 波的折射与反射 一、生活中波的反射现象 雷达、声呐、医学超声成像。 二、波的反射现象 1.定义：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象。 2.入射角i和反射角i’： （1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 （2）反射波的波线与平面法线的夹角i’叫做反射角。 3.反射定律：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。 记忆小口诀：三线共面，两线分居，两角相等。 三、波的折射现象 1.定义：波的折射：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生偏折的现象。 2.折射角（r）： （1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。 （2）折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“自我评价”。 2.配套分层作业。 教学反思 本节课中,按照先观察现象、再归纳特征、而后得出结论的步骤进行教学。对于波的反射、折射现象,教学的关键在于实验的演示、观察和对实验现象的分析,这样才能让学生对波的反射、折射现象留下明晰的印象,也能够提升学生的科学思维能力与科学探究能力。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $