.3波的反射、折射和衍射〖教材分析〗在初中學過光的反射和折射，光也是一種波，這個學生容易理解。衍射是波特有的現象，也為后面學習光的衍射做鋪墊。課本以水波為例，水波易于觀察，本節課學生感覺到衍射是非常抽象難學，主要原因在于，波的動態變化。教學的關鍵還是在做好實驗的演示和講解。特別注意障礙物和縫隙的解析。〖教學目標與核心素養〗物理觀念∶知道波的反射、折射、衍射等現象形成的條件。科學思維∶通過生活實例的分析以及觀察演示實驗，理解波的反射、折射、衍射本質。科學探究：探究產生明顯衍射現象的研究，使學生養成良好的思維習慣。科學態度與責任∶要勇于探索生活中的物理現象，勤于思考，體會物理知識在生活中的重要性。〖教學重難點〗教學重點：波的反射、折射現象及折射率的計算；波的衍射，以及波產生明顯衍射現象的條件。教學難點：構建物理模型，能夠畫出反射、折射的示意圖，知道不同物理現象對應物理量中的變化。〖教學準備〗一大盆水〖教學過程〗一、新課引入我們知道，聲音在傳播過程中，遇到障礙物時會發生反射。對著遠處的峭壁大喊一聲會聽到回聲，就是聲波在峭壁上反射的結果。生活中，你是否注意過水波的反射？波的反射應該遵從什么規律？用一盆水來做演示。二、新課教學（一）波的反射我們可以通過實驗來研究水波的反射規律。演示：水波的反射在巨大的水槽中丟入一石塊，觀察產生的水波遇到槽壁的情形。現象：波被反射回來。我們把這種現象稱為波的反射。波的反射：當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回來繼續傳播的現象。當水波遇到擋板時會發生反射。如果用一條射線代表水波的入射方向（入射線），用另一條射線代表水波的反射方向（反射線），我們發現水波的反射與初中學過的光的反射遵循同樣的規律。反射線、法線與入射線在同一平面內，反射線與入射線分居法線兩側，反射角等于入射角。（二）波的折射思考：我們知道光從一種介質進入另一種介質時會發生折射，機械波會發生折射嗎？用動態圖演示波的折射過程。如圖所示。理論和實驗證明，一切波都會發生折射現象。一列水波在深度不同的水域傳播時，在交界面處將發生折射。波的折射：波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方向發生了改變的現象。如果用一條射線代表水波的入射方向，用另一條射線代表水波的折射方向，可以更清晰地看出水波的折射現象。（三）波的衍射在水塘里，微風激起的水波遇到小石、蘆葦等細小的障礙物，等會出現什么現象？通過實驗視頻進行講解。實驗現象表明：波會繞過它們繼續傳播。即使在波的前進方向上放一個有孔的屏，可以看到波通過小孔而在屏的后面向各個方向傳播。波在傳播過程中會被較大了障礙物擋住，這樣就會在障礙物后方形成一個沒有波的陰影區，但是障礙物較小時不就會繞過他繼續傳播，這種現象被稱作波的衍射。波的衍射：繞過障礙物繼續傳播的的現象。注意：障礙物可以實物體或者縫隙。有的時候衍射比較明顯，有的就比較暗淡，那么波在什么條件下能夠發生明顯的衍射現象？演示：水波的衍射在水槽里放兩塊擋板，中間留一個狹縫，觀察水波通過狹縫后的傳播情況。保持水波的波長不變，改變狹縫的寬度，觀察水波的傳播情況有什么變化。實驗現象：在波的傳播方向上放上兩塊擋板，擋板中間留有適當的縫隙，如果波前進沿直線傳播，應該只有正前方區才有波的傳播，但實際上你會發現在擋板的后面一些本來不應該有波的區域，卻能看到波的傳播。通過動畫演示解釋上述實驗——改變縫的寬度首先在不改變波源的情況下，將擋板的縫隙調整，就會發現波基本上是直線傳播的，在擋把后方波的傳播被擋板擋住了，演示現象不明顯。接下來將擋板的縫隙減，這時縫隙的大小與波長近似，在擋板后方就出現了明顯衍射現象，最后將擋板縫隙減少到比波長還要小，擋板后面的波的傳播范圍不但沒有減小，反而擴大了，也就是說多的衍射現象變得更加明顯了。結論1：發生明顯衍射現象的條件縫隙的尺寸跟波長相差不多，或者比波長小。實驗探究二：改變波的波長保持縫隙的寬度不變，分別將波長調整到放寬的3/10，5/10，還有7/10同樣可以發現放寬越接近波長，衍射現象越明顯。這與之前的結論相同。實驗表明，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象。衍射在生活中例子不只是水波，聲波也能發生衍射。“聞其聲而不見其人”，這是司空見慣的現象。通常的聲波，波長在1.7cm~17m之間，跟一般障礙物的尺寸相當，所以聲波能繞過一般的障礙物，使我們能聽到障礙物另一側的聲音。總之：一切波都能發生衍射。衍射是波特有的現象。課堂練習例1：(多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個波長，則對于波經過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()A.此時能明顯觀察到波的衍射現象B.擋板前后波紋間距離相等C.如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現象D.如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能觀察到的更明顯衍射現象解析：從題圖中可以看出，孔的大小與波長相差不多，故能夠發生明顯的衍射現象，選項A正確；由于在同一均勻介質中，波的傳播速度沒有變化，波的頻率是一定的，又根據可得波長λ沒有變化，所以選項B正確；當孔擴大后，發生明顯衍射的條件將被破壞，故選項C正確；如果孔的大小不變，使波源頻率增大，則波長減小，孔的尺寸將比波長大，失去發生明顯的衍射現象的條件，因此選項D錯誤。:例2：兩塊擋板，其中M固定，擋板N可以上下移動。現在把M、N兩塊擋板中的空隙當作一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現了圖示中的圖樣，P點的水沒有振動起來。為了使擋板左邊的振動傳到P可以采取什么方法嗎？解析：為了P點發生震動，實際就是使衍射更明顯，那就是讓孔或者障礙物的尺寸更長，尺寸差不多或者比波長小。既然題目中P點沒有震動，就說明一定是孔的尺寸大于波長很多。顯然可以通過減小孔的尺寸來使P點振動，也就是將N版向上移動適當距離。還有一種方法是增加波長，根據公式波長等于波速除以頻率，因為在同種介質中波速不變，所以可以通過減小波源頻率來增加波長，從而P點發生震動。以后，遇到這一類問題，只要找到減小孔尺寸或者增加波長的方法就可以解決啦。但是這里要提醒你，雖然這兩種方法都可以使演示現象更明顯，但孔的尺寸較小時，通過孔傳遞了能量有限，衍射現象反而不容易觀察到。〖板書設計〗3.3波的反射、折射和衍射一、波的反射：當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回來繼續傳播的現象。二、波的折射：波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方