高中物理教师资格面试——《波的衍射》试讲教学设计

一、教学目标

1.知道什么是波的衍射，明确衍射是波特有的现象；知道波发生明显衍射现象的条件。

2.通过对水波实验的观察，能总结出波发生明显衍射的条件，提高观察分析能力。

3.了解波的衍射在生活中的运用，感受物理与生活的联系。

二、教学重难点

重点：波的衍射和波发生明显衍射的条件。

难点：波发生明显衍射现象的条件。

三、教学方法

讲解法、实验演示法、小组讨论法。

四、教学过程

(一)新课导入

教师展示“闻其声，不见其人”的俗语，让学生用物理语言进行描述，并提出问题：为什么生活中我们听到的声音能绕过障碍物进行传播，而光却是沿着直线传播？导入课题——波的衍射。

(二)新课讲授

1.定义波的衍射

通过PPT展示水塘中微风激起的水波遇到较小的石头或芦苇时，可绕过它们继续向后传播的现象，并让学生举出更多的例子。教师进而根据这些现象定义波的衍射。

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。

讲解波的衍射：波的衍射是一切波特有的现象。

提出新问题：光也是一种波，为什么生活中我们看到的光却只能沿着直线传播?那产生明显的衍射现象需要满足什么条件？

2.波发生明显衍射的条件

【演示】在实物投影仪上展示一个发波水槽，介绍发波水槽，并进行以下演示：

(1)在水槽中放两块挡板，中间留有一个较小的狭缝，振动振片，指导学生观察产生的水波通过狭缝后的传播情况。

现象：水槽产生圆形水波，水波传播到挡板后的“阴影区”。

结论：波能够绕过挡板向后传播。

(2)振动振片，保持波长不变，使得狭缝从较大的宽度逐渐减小，指导学生观察波绕过挡板传播的明显程度。

现象：狭缝较大时，波基本上沿着直线传播，很难传播到挡板后，当逐渐减小挡板宽度时，发现衍射现象越来越明显。

结论：狭缝较小时，波的衍射现象比较明显。

(3)教师通过PPT展示波长分别为狭缝宽度的2倍、3/2倍、1倍、7/10倍、5/10倍、3/10倍的水波衍射图像，指导学生观察分析。

结论：当缝的宽度或障碍物的尺寸与波的波长相差不多，或比波长更小时，才能发生明显的衍射现象。

3.理解波的衍射

教师通过PPT，展示更多的波衍射现象，补充波的衍射的相关知识。

(1) 一切波都能发生衍射现象，衍射是波特有的现象。

(2) 衍射现象总是存在的，仅有明显与不明显的区别。

(3) 波长越大的波，发生的衍射现象越明显。

(4) 惠更斯原理对波衍射的解释：波面上的每一个点都可以看做子波的波源，位于狭缝上的点也是子波的波源，因此波自然 能传播到挡板后面的位罝。

(三）巩固提升

根据人的听觉频率范围，以及声音的传播速度，计算声音的波长范围，解释生活中“只闻其声，不见其人”的现象。

学生：人的听觉频率范围为20Hz到20000Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，所以声音的波长范围为17cm到17m，这与常见的生活障碍物尺寸范围相近，所以能发生明显衍射现象，故能“听其声”；而光的波长范围在400纳米到760纳米之间，远小于生活常见的物体尺寸，故生活中难看到光发生衍射现象，即“不见其人”。

(四）小结作业

小结：教师通过提问的形式引导学生进行回顾总结。

作业：根据波产生明显衍射的条件，思考某人站在同一障碍物后听男女合唱团合唱表演，人所听到的男声和女声哪个更明显。

五、板书设计