人教版高中物理選擇性必修1第3章第3節波的反射、折射和衍

射教學設計

課題波的反射、折射和衍射單元3學科物理年級高二

學生在初中階段已經學過光的反射、折射以及回聲等的初步知識。本節內容在相關實例

的基礎上，以生活中常見的水波為例，介紹了波的反射、折射和衍射現象，進步加深對波

的特性的認識。對波的衍射現象的研究是一個科學探究的過程，教學的關鍵在于對實驗的

演示、觀察和對實驗現象的分析。為了有助于分析實驗現象，可以在觀察真實現象的同時利

教材

分析用動畫進行模擬，以便學生對衍射現象留下更加深刻的印象。

波的反射、折射是常見的現象，可通過與光的反射、折射的類比，從對實驗現象的研究

中概括出規律。對波的反射、折射和行射現象的研究，既是對運動觀念的拓展，也是培養科

學思維與科學探究能力的重要途徑，還是培養學生科學態度與責任的載體。

(1)通過實驗認識波的反射和折射現象

(2)通過用射線解釋反射、折射現象，認識波動中建構物理模型的方法。

教學(3)知道波的衍射現象和波產生明顯衍射現象的條件。

目標物理觀念：知道什么是波的反射、折射和衍射現象，知道發生明顯衍射現象的條件。

與核科學思維：知道波發生反射現象時，反射角等于入射角．掌握入射角與折射角關系。

心素

科學思維：了解波的衍射在生活中的應用，感受物理與生活之間的聯系。

養

科學態度與價值觀：在學習過程中培養學生的科學思維與科學探究能力，同事培養學生

科學態度與責任。

重點知道什么是波的反射、折射和衍射現象，知道發生明顯衍射現象的條件。

難點知道什么是波的反射、折射和衍射現象，知道發生明顯衍射現象的條件。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課我們知道，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觀察水波從學生熟知

聲，就是聲波在峭壁上反射的結果。生活中，你是的反射。的聲波的反射引

否注意過水波的反射?波的反射應該遵從什么規入課題，由陌生

律?到熟悉。

增強知識的

連貫性。

講授新課一、波的反射

當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回觀察水波演示實驗，

來繼續傳播的現象。的反射現象。讓知識更直觀的

體現在學生面

前。

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。

入射角i：入射線與法線的夾角i叫做入射角。

反射角i’：反射線與法線的夾角i’叫做反

射角。

反射定律：

（1）入射線、法線、反射線在同一平面內，

入射線與反射線分居法線兩側，反射角等于入射

角。回憶入射

（2）反射波的波長、頻率、波速都跟入射波角、反射角、讓學生體會

相同．反射定律的相到光波的反射和

（3）波遇到兩種介質界面時，總存在反射．關知識。折射定律對于物

質波同樣成立。

1．回聲是聲波的反射現象．

利用波的

對著山崖或高墻說話，聲波傳到山崖或高墻

反射解釋生活滲透學科知

時，會被反射回來繼續傳播．

中的常見現識在生活中的應

2．夏日的雷聲轟鳴不絕．象。用。讓課堂知識

聲波在云層界面多次反射．更貼近生活。

3．在空房間里講話感覺聲音響．

聲波在普通房間里遇到墻壁，地面，天花板發

生反射時，由于距離近，原聲與回聲幾乎同時到達

人耳．人耳只能分開相差0.1s以上的聲音．所以，

在房間里聽不到回聲，人在房間里講話感覺聲音比

在野外大，而普通房間里的慢帳、地毯、衣物等會

吸收聲波，會影響室內的聲響效果．

課堂練習1、有一輛汽車以15m/s的速度勻速完成課堂

行駛,在其正前方有一陡峭山崖,汽車鳴笛2s后司練習。

機聽到回聲,此時汽車距山崖的距離有多遠?(v聲

=340m/s)

解析：汽車勻速行駛,速度為v車=15m/s,聲音

在空氣中傳播速度不變。汽車從發出笛聲到接收到

笛聲,二者運動時間相同。如圖所示。

設汽車在A點發出笛聲,A點到山崖B的距離為

x1,汽車運動到C點接收到笛聲,設AC距離為x2,CB

距離為x,因二者運動時間相同,則有x1=x2+x①

x1+x=v聲t=340m/s·t②

x2=v車t=15m/s·t③

聯立①②③得x=325m。

二、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叫做波的折射。

觀察波的演示實驗，

折射現象。讓知識更直觀的

體現在學生面

前。

折射角（r）：折射波的波線與兩介質界面法

線的夾角r叫做折射角。

折射定律：入射線、法線、折射線在同一平面

內，入射線與折射線分居法線兩側．入射角的正弦

跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速

度跟波在第二種介質中的速度之比。

類比光的

波發生折射的原因：是波在不同介質中的速度

折射，理解記

不同

憶波的折射。

1.當入射速度大于折射速度時，折射角折向法

線。

2.當入射速度小于折射速度時，折射角折離法

線。

3.當垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折

射中的特例。

4.在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波

長都發生改變。

三、波的衍射

觀察波的

波繞過障礙物繼續傳播的現象叫做波的衍射。

衍射現象。

通過觀察發

現知識，讓學生

更深刻的理解生

衍射的實質：振動的形式和能量傳到障礙物后活中見到的物理

方的陰影區域中。現象。

1.一切波都能發生衍射

2.衍射是波特有的現象

發生明顯衍射現象的條件

觀察視

頻，總結產生

明顯衍射的條

件。

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。

1、聲波的衍射——隔墻有耳

2、電磁波的衍射——收看電視

了解繩波

3、醫院中有一種“B超”儀器，常用來探測人

的衍射的應

體內臟的位置及發現可能的病變，這種儀器為什么

用。

要使用超聲波而不用普通的聲波？

1）超聲波的頻率范圍為大于20000Hz，其相應

波長小于17mm；

2）超聲波頻率高，故超聲波能量大，才容易

穿透皮膚和組織；

3）超聲波波長短，不易衍射，在一定距離內

沿直線傳播，方向性好，故所拍圖像清晰。

1、操場上的喇叭正在播放音樂，有高音也有

低音。走到離操場不遠的教學大樓后面，聽到喇叭思考問用學習的知

播放的音樂聲有所減弱。是高音還是低音減弱得明題，理解發生識解釋生活現

顯一些？為什么？明顯衍射的條象，加深對所學

高音會減弱得明顯一些。件。知識的理解。

因為波長越長的波，衍射現象越明顯，低音聲

波比高音聲波的波長長，則經過教學大樓時，衍射

現象更明顯，故高音會減弱得明顯一些。

課堂練習2、(多選)觀察水面波衍射的實驗裝

置如圖所示,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,每完成課堂

兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長,練習。

則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,能更

明顯地觀察到衍射現象

解析：從題圖中可看出孔AB的尺寸小于一個

波長,所以此時能明顯地觀察到波的衍射現象,選

項A正確;因為穿過擋板小孔后的波速不變,頻率相

同,所以波長也相同,選項B正確;若將孔AB擴大,

將可能不滿足發生明顯衍射現象的條件,就有可能

觀察不到明顯的衍射現象,選項C正確;若將波源頻

率增大,由于波速不變,所以波長變小,將可能不滿

足發生明顯衍射現象的條件,就有可能觀察不到明

顯的衍射現象,選項D錯誤。

答案：ABC

拓展提高1.以下關于波的衍射的說法正確的是()完成拓展通過拓展練

A.波遇到障礙物時,一定會發生明顯的衍射現提高。習，鞏固所學知

象識。

B.當障礙物的尺寸比波長大得多時,衍射現象

很明顯

C.當孔的大小比波長小時,衍射現象很明顯

D.只有當障礙物的尺寸與波長相差不多時,才

會發生明顯的衍射現象

解析：凡是波都能發生衍射現象,不過有時衍

射現象明顯,有時衍射現象不明顯。只有當縫、孔

或障礙物的尺寸跟波