2.3 波的干射和衍射 教案 (4)

2.3
波的干涉和衍射
教案2
波的衍射（第二课时）
★新课标要求
（一）知识与技能
1、知道什么是波的衍射现象。
2、知道波发生明显衍射现象的条件。
3．知道衍射是波的特有现象。
（二）过程与方法
能够运用衍射条件进行判断。
（三）情感、态度与价值观
了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。
★教学重点
波发生明显衍射现象的条件。
★教学难点
对波发生明显衍射现象的条件的应用。
★教学方法
实验演示和多媒体辅助教学。
★教学用具：
水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪、CAI课件。
★教学过程
（一）引入新课
大家都熟悉“闻其声不见其人”、“隔墙有耳”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。
（二）进行新课
1．波的衍射
教师：波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。
教师：大家想一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？
学生举例：在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播；房间内讲话，在房外也可以听到；收音机在房间内也能收到电台发射的电磁波等等。
教师：任何波在遇到障碍物时，都能发生衍射，但不同的波发生衍射的明显程度不同。下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观察。
【演示】在水波槽里放一个小挡板，让波源发出的圆形波遇到小挡板，将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
现象：水波绕过小挡板继续传播。
将小挡板换成长挡板，重新做实验。
现想：水波不能绕到长挡板的背后传播。
这个现象说明什么？
结论：发生衍生的条件与障碍物的大小有关。
下面通过实验研究发生明显衍射现象的条件。
【演示】在水波槽里放两块小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。
（1）保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
观察到的现象：
在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。
在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。
（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。
将课本图2-37中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。
通过对比可以看出：
窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。
窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。
窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。
结论：发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
［课件演示：波的衍射（通过课件演示，形象直观地再现波发生明显衍射现象的条件，给学生再次留下清晰直观的印象，从而收到良好的教学效果。）］
教师：大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？
介绍：能够引起听觉的声波范围是20Hz～20
000Hz，空气中的声速按340m/s计算
教师：引导学生求解声波的波长范围，并解释“闻其声不见其人”的原因。
学生计算：由得，能够引起听觉的声波波长范围是1.7cm～17m之间。这个范围可以和一般的障碍物的尺寸相比，因此声波能够绕过一般障碍物，发生明显的衍射。
教师：为何“不见其人”呢？后面我们还要学习光的知识。光也是一种波。可见光的波长范围约在0.4～0.7μm之间，跟一般障碍物的尺寸相比非常小，所以通常情况下看不到光的衍射，这就是我们通常说的，“光沿直线传播”。
强调指出：一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。
［投影］例题
如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，可采用的方法是
（
）
A．使波源的频率增大
B．使波源的频率减小
C．移动N使狭缝的距离减小
D．移动N使狭缝的距离增大
解析：本题考察能发生明显衍射现象的条件。减小波源的频率，波长增大；移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显。故BD正确。
答案：BD
（三）课堂总结、点评
本节课我们学习了波的衍射。一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。但是，能否发生明显的衍射是有条件的，这就是：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
附：教学建议：
此节内容讲解过程要突出实验中观察到的现象，帮助学生从中归纳出结论，不要在理论上进行讨论。因此，不要引导学生探究诸如“为什么会发生衍射？”“为什么发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小？”等问题。所以，教学中要创造条件做好实验，并充分利用课本中提供的图片进行讲解。