3.3 波的反射、折射和衍射 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

课 题 3.3 波的反射、折射和衍射 教 学 目 标 1. 通过实验认识波的反射和折射现象。 2. 通过射线解释反射、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。 重 点 通过射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。 难 点 知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。 教 学 过 程 一、情境引入 师：北京天坛回音壁非常神奇，人对着回音壁说话时能听见好多次，这是什么原因呢？ 答：因为声音在回音壁上发生多次反射。 师：水波可以反射么？我们一起来看一下视频。 二、新课教学 师：波的反射我们可以通过实验来研究反射规律。 实验：水波的反射 师：波传播过程中遇到介质界面返回原介质继续传播的现象叫做波的反射。 问：反射有什么规律呢？ 答：①反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，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； 教 学 过 程 ③波遇到两种介质界面时，总存在反射 问：生活中有哪些波的反射现象呢？夏日的雷声为什么轰鸣不绝？大雪过后，万籁俱静？ 答：雷声在云层界面多次反射；当声波传到蓬松的雪面时仅有少部分波的能量能反射回来，大部分的能量则被吸收掉了。 师：我们知道光从一种介质进入到另一种介质会发生折射，机械波会发生折射吗？ 实验：水波的折射 师：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 问：波的折射有哪些定律呢？ 答：①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：折射率：；②当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例；③在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变。 问：唐代诗人张说在《夜半钟声》写到“夜卧闻夜钟，夜静山更响”，为什么会有这样的现象呢？ 答：白天近地面的气温较高，类似于光的折射，上面空气类似光密介质，下面空气类似光疏介质，声音被拐到空中去了；夜晚地面温度较低，空气的情 教 学 过 程 况相反，声音被拐到地面方向，这也是在夜晚声音会更响。 问：在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的水草等会出现什么现象？ 答：波会绕过水草继续传播。 师：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。衍——延展之意，意思是延展到“影子”区域的现象。 问：波在什么条件下能够发生明显的衍射现象呢？ 实验：探究水波发生衍射的条件。 师：由实验可知，发生明显衍射的条件是障碍物尺寸小于或等于波长。①d<λ时，d比λ小的越多越明显②d>λ时，d比λ大的越多越不明显③d远大于λ时，几乎没有衍射现象（波几乎沿直线传播） 师：大家要注意：①衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象；②通过孔后的波速、频率、波长不变；③一般情况下，波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 问1：“隔墙有耳”这一成语中蕴含着怎样的物理学原理？ 答：声波可以绕过墙传到对面。 问：“闻其声而不见其人”是否也蕴含着同样的物理学原理呢？ 答：声波可以绕过挡住人的障碍物继续传播。 例1. 观察水面波衍射的实验装置如图所示，O是波源，AC和BD是两块挡板， 是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传 教 学 过 程 播情况，下列说法正确的是( D ) A．此时不能观察到明显的衍射现象 B．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距 C．增大两挡板间的空隙AB，衍射现象会更明显 D．减小波源振动的频率，则衍射现象更明显 三、课堂小结 师：波可以发生反射、折射和衍射，其中衍射明显的条件是障碍物尺寸小于等于波长。 教 后 反 思 本节课是机械波的特有现象，是光学的基础，难度不是很大，课后习题巩固即可。 学科网（北京）股份有限公司 $