12.4波的衍射和干涉(精品)

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1、高二（1）部物理通案选修3-4 主备人： 王魏魏 2011.0212.4 波的衍射和干涉教学目标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、 知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道干涉现象的特点3、 知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象，知道干涉现象是波特有的现象4、 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教学重难点波的叠加及发生波的干涉的条件及波的干涉图样的理解教学步骤一、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 障碍物，观察水波绕过障碍物传播的情况由此给出波的衍射定义让学

2、生仔细观察演示现象因为演示实验的不稳定，所以再用计算机多媒体演示衍射现象请学生思考讨论后给出定义，教师请学生回答并板书波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍物，水波通过孔后也会发生同样的现象衍射现象再请学生看教材中的插图，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：在不改变波源的条件下，将障碍物的孔由较大逐渐变小可以看到波的衍射现象越来越明显引导学生思考障碍物的大小变化也会引起上述现象吗？由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显在不改变障碍物大小的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小请学生回答是否也出现上述

3、现象引导学生得出结论：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显（教师板书） 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（只有明显与不明显）新课引入：问题1：上节课我们研究了波的衍射现象，什么是波的衍射现象呢？（波绕过障碍物的现象）问题2：发生明显的衍射现象的条件是什么？（障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多）这节课我们研究波的干涉现象，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?请学生注意观察演示实验二、波的干涉观察现象：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，水波按该振

4、源的振动方式向外传播；再单独使用另一个振源，水波按该振源的振动方式向外传播现象结论：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找两个同学拉着一条长绳，让他们同时分别抖动一下绳的端点，则会从两端各产生一个波包向对方传播当两个波包在中间相遇时，形状发生变化，相遇后又各自传播现象结论：波相遇时，发生叠加以后仍按原来的方式传播，是独立的1.波的叠加：在前面的现象的观察的基础上，向学生说明什么是波的叠加教师板书：两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和结合图下图解释此结论解释时可以这样说：在介质中选一点 为研究对象，在某一时刻，

5、当波源l的振动传播到 点时，若恰好是波峰，则引起 点向上振动；同时，波源2的振动也传播到了 点，若恰好也是波峰，则也会引起 点向上振动；这时， 点的振动就是两个向上的振动的叠加， 点的振动被加强了(当然，在某一时刻，当波源1的振动传播到 点时，若恰好是波谷，则引起户点向下振动；同时，波源2的振动传播到了 点时，若恰好也是波谷，则也会引起 点向下振动；这时， 点的振动就是两个向下的振动的叠加， 点的振动还是被加强了)用以上的分析，说明什么是振动加强的区域波源l经过半周期后，传播到P点的振动变为波谷，就会使P点的振动向下，但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同)，所以，此时

6、P点的振动可能被减弱，也可能是被加强的(让学生来说明原因)问题：如果希望P点的振动总能被加强，应有什么条件?如果在介质中有另一质点Q，希望Q点的振动总能被减弱，应有什么条件?总结：波源1和波源2的周期应相同2波的干涉：观察现象：水槽中的水波的干涉对水波干涉图样的解释中，特别要强调两列水波的频率是相同的，所以产生了在水面上有些点的振动加强，而另一些点的振动减弱的现象，加强和减弱的点的分布是稳定的详细解释教材中给出的插图，如下图所示在解释和说明中，特别应强调的几点是：此图是某时刻两列波传播的情况；两列波的频率(波长)相等；当两列波的波峰在某点相遇时，这点的振动位移是正的最大值，过半周期后，这点就是

7、波谷和波谷相遇，则这点的振动位移是负的最大值；振动加强的点的振动总是加强的，振动减弱的点的振动总是减弱的让学生思考和讨论，并在分析的基础上，给出干涉的定义：（教师板书）频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫做波的干涉图样请学生反复观察水槽中的水波的干涉，分清哪些区域为振动加强的区域，哪些区域为振动减弱的区域最后应帮助学生分析清楚：介质中某点的振动加强，是指这个质点以较大的振幅振动；而某点的振动减弱，是指这个质点以较小的振幅振动，这与只有一个波源的振动在介质中传播时，各质点均按此波源的振动方式振动是不同的问题：任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗？（不可以）为什么？（干涉是一种特殊的叠加任何两列波都可以进行叠加，但只有两列频率相同）总结：干涉是波特有的现象