高中物理 124 波的反射和折射教案 新人教版选修34Word文档格式.docx
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我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。
而且学生在日常生活中会接触到很多的有关波的知识和现象,在初中已经学过诸如声波之类的波的知识,但是那时候的知识过于感性和肤浅,通过高中的学习会把知识落实的更加科学和深刻。
五、教学方法
自学辅导法
六、教具和课前准备
1、学生准备:
把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。
2、教师的准备:
多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案,还有教具的准备。
3.教具准备:
实物投影仪,自制投影片,水波槽,长木板和厚玻璃板各一块
七、课时安排:
1课时
八、教学过程
(一)引入新课
[放录像]一位演员在山中唱山歌,歌声缭绕不断。
[提出问题]为什么会产生上述现象?
[学生讨论分析]上述录像中:
演员发出的声波传到山崖时,会返回来继续传播,使我们听到回声,这属于声波的反射现象。
那么:
水波在传播过程中遇到障碍物时,能不能产生反射现象呢?
[做演示实验,并通过实物投影仪投影]
在水波槽的装置中,把一根金属丝固定在振动片上。
a.让振动片开始振动,金属丝将周期性地触动水面,形成波源。
观察到的现象:
在水面上从波源发出一列圆形水波。
b.在水槽中放一块长木板,让波源发出圆形波,观察水波遇到长木板后发生的现象。
从波源发出的圆形波遇到长木板后,有一列圆形波从长木板反射回来。
教师:
波的反射现象中遵循哪些规律呢?
这节课我们就来学习有关的内容。
(二)进行新课
1.波面和波线
引导学生阅读教材34页有关内容,思考问题:
(1)什么是波面?
什么是波线?
(2)对于水波和空间一点发出的球面波为例,如何理解波面和波线?
学生:
阅读教材,思考问题。
[投影]出示圆形波的照片。
介绍什么是波面和波线:
(1)照片中的圆形是朝各个方向传播的波峰(或波谷)在同一时刻构成的,叫做波面。
(2)图中与各个波面垂直的线叫波线,用来表示波的传播方向。
2.惠更斯原理
(1)惠更斯原理的内容是什么?
(2)以球面波为例,应用惠更斯原理解释波的传播。
3.波的反射
引导学生阅读教材35页有关内容,体会用惠更斯原理对波的反射过程的解释。
阅读教材。
用多媒体出示右图。
结合图形讲解、总结:
(1)入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。
(2)反射波的波形与平面法线的夹角i′叫做反射角。
(3)在波的反射中,遵循下述规律:
①反射角等于入射角
②反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
[解释现象]
(1)夏日的雷声轰鸣不绝
(2)在空房子里讲话,声音较响
(3)讲演时听到声音发出后还能持续一段时间
现象一:
夏日的雷声有时轰鸣不绝,原因是声波在云层里多次反射形成的。
现象二:
在空房间里讲话,会感到声音更响,是因为声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时,由于很近,回声和原声几乎同时到达人耳,而人耳只能区分开相差0.1s以上的两个声音.所以在房间里听不到回声,只会感到声音比在野外大些。
现象三:
讲演厅内听到声音发出后还能持续一段时间,是由于声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要被障碍物吸收一些,这样,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失,我们就会感觉到声源停止发声后,还会持续一段时间。
[强化训练]
(1)为了测海的深度,一同学利用电子发声器对着海面发声,测得2.2s后听到回声,已知声音在水中的速度是1450m/s,求此海有多深?
(2)为了测一根长铁管的长度,甲同学把耳朵贴在长铁管的一端,乙同学在另一端敲一下这根铁管,测得甲听到的两次响声的时间间隔25s,已知声音在铸铁和空气里传播的速度分别为390m/s和340m/s,这根铁管有多长?
[学生解答后,用实物投影仪对解答过程进评析]
参考答案:
(1)解:
钟表测出的时间是从声音发出的障碍物(海底),把声音反射回来的时间,由这个时间求得的距离应除以2才是所求的距离.
∴海底深度s=×
1450m/s×
2.2s=1595m
(2)解:
乙敲铁管的声音可以在铁管和空气中传播,因为声音在铁管传播的速度快,所以乙听到的两次响声,第一次是沿铁管传来的,第二次是由空气传来的。
设铁管长为l,声音在铁管里和空气里传播的时间分别为t1=和t2=.由题意有:
t2-t1==Δt。
则l=Δt=m/s×
2.5s=931m
4.波的折射
刚才我们研究了波的反射现象,波的反射过程中反射波和入射波在同一种介质中,那么如果波由一种介质进入另一种介质时,会发生什么现象呢?
学生会结合初中学过的光的折射现象总结猜想:
发生折射现象。
下边我们以水波为例,来研究波的折射现象。
[演示实验]
实验准备题:
要让水波从一种介质进入另一种介质,我们应如何做?
我们可以在水波槽的一部分底面上放一块厚玻璃板,使槽分成两个区域:
深水区(没有放厚玻璃板的区域)和浅水区(放厚玻璃板的区域),由于水波在这两个区域的传播速度不同,因而可以把这两个区域看作是不同的介质。
在实物投影仪上进行演示:
(1)在水波槽的一部分底面上放一块玻璃板,把槽分成深水区和浅水区两部分。
(2)让水波由深水区射到两个区域的界面上,观察发生的现象。
看到波由深水区进入浅水区能继续传播,但是改变了传播方向。
[学生阅读课文,解答下列思考题]
(1)什么是波的折射?
(2)什么叫入射角和折射角?
(3)在波的折射中遵循什么规律?
[教师总结]
(1)波从一种介质射入另一种介质时,传播的方向会发生改变,这种现象叫做波的折射。
(2)折射波的波线界与界面法线之间的夹角r叫做折射角。
(3)在波的折射中遵循下列规律:
①折射波与入射波的频率相同
②折射波和入射波的波速和波长不同
③在波的折射中,入射角和折射角之间有下述关系
其中v1和v2是在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速。
由于波速是由介质决定的,故是一个只与两种介质有关而与入射角无关的常数,叫做第2种介质相对第1种介质的折射率。
用表示,则
如果第2种介质中的波速小于第1种介质中的波速,波在进入第2种介质后,传播方向将向法线靠拢。
这与实验得到的波的折射定律一致。
在水波的折射演示实验中,水波到达浅水区后,传播方向向法线靠拢,说明水波的传播速度与水深有关,水越浅,传播速度越小。
(1)如图所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象,已知波在介质Ⅰ中的波速为v1,波在介质Ⅱ中的波速为v2,则v1∶v2为()
A.1∶B.∶1C.∶D.∶
(2)在平缓的海滩上会看到,不论海中的波向什么方向传播,当到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向传来,试解释这种现象。
[学生解答,教师在实物投影仪上评析]
(1)∵=60°
,=45°
∴∴本题选C
2.略
(三)课堂总结、点评
本节课我们主要学习了一个原理、二种现象、五个概念、二条规律
一个原理:
惠更斯原理
二种现象:
波的反射和波的折射
五个概念:
波面、波线、入射角、反射角、折射角
二条规律:
波的反射规律
(1)入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内,反射角等于入射角。
(2)反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
波的折射规律:
(1)入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内。
(2)入射角的正弦与折射角的正弦之比,等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比,即:
。
★课余作业
1.完成P38“问题与练习”的题目。
2.阅读教材后面的“科学漫步”栏目中的短文《回声、混响和建筑声学》。
2019-2020年高中物理12.4波的衍射、波的干涉教案新人教版选修3-4
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。
(2)知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象;
知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;
知道衍射现象的特点。
(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。
2.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。
通过观察波的独立前进,波的叠加和水波的干涉现象,认识波的干涉条件及干涉现象的特征。
二、重点、难点分析
1.重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。
2.难点是对稳定的波的干涉图样的理解。
三、教具
水槽演示仪,长条橡胶管,投影仪。
四、主要教学过程
我们向平静的湖面上投入一个小石子,可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹,并向周围传播。
当波纹遇到障碍物后会怎样?
如果同时投入两个小石子,形成了两列波,当它们相遇在一起时又会怎样?
本节课就要通过对现象的观察,对以上现象进行初步解释。
(二)教学过程设计
主要思想是:
遵照教材的编写意图,按“观察现象,归纳特征,而后得出结论”的大顺序进行教学。
观察中注意引导,分析中注意启发。
1.波的衍射
(1)波的衍射现象
首先观察水槽中水波的传播:
圆形的水波向外扩散,越来越大。
然后,在水槽中放入一个不大的障碍屏,观察水波绕过障碍屏传播的情况。
由此给出波的衍射定义。
波绕过障碍物的现象,叫做波的衍射。
再引导学生观察:
在水槽中放入一个有孔的障碍屏,水波通过孔后也会发生衍射现象。
看教材中的插图,解释“绕过障碍物”的含义。
(2)发生明显波的衍射的条件
在前面观察的基础上,引导学生进行下面的观察:
①在不改变波源的条件下,将障碍屏的孔由较大逐渐变小。
可以看到波的衍射现象越来越明显。
由此得出结论:
障碍物越小,衍射现象越明显。
②可能的话,在不改变障碍孔的条件下,使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。
可以看到,当波长越小时,波的衍射现象越明显。
由此指出:
当障碍物的大小与波长相差不多时,波的衍射现象较明显。
发生明显衍射的条件是:
障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多。
最后告诉学生:
波的衍射现象是波所特有的现象。
在生活中,可遇到的波的衍射现象有:
声音传播中的“隔墙有耳”现象;
在房间中可以接收到收音机和电视信号,是电磁波的衍射现象。
2.波的干涉
观察现象①:
在水槽演示仪上有两个振源的条件下,单独使用其中的一个振源,水波按照该振源的振动方式向外传播;
再单独使用另一个振源,水波按照该振源的振动方式向外传播。
现象的结论:
每一个波源都按其自己的方式,在介质中产生振动,并能使介质将这种振动向外传播。
观察现象②:
找两个同学拉着一条长橡皮管,让他们同时分
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