小學健康的教案

波的干涉教案。

10．5波的干涉
一、教學目標
1．知道波的疊加原理.?
2．知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣.?
3．知道干涉現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象.?
二、教學重點：波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象.?
三、教學難點：波的干涉中加強點和減弱點的位移和振幅的區(qū)別.?
四、教學方法：實驗法、電教法、訓練法.?
五、教具：實物投影儀、CAI課件、波的干涉實驗儀.?
六、教學過程：?
（一）、引入?
投影復習思考題?
1.什么叫波的衍射？?
2.產(chǎn)生明顯的衍射的條件是什么？?
學生答：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射.?
只有縫、孔的寬度和障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象.
波的衍射研究的是一個波源發(fā)出波的情況，那么兩列或兩列以上的波在同一介質(zhì)中傳播，又會發(fā)生什么情況呢？?
（二）、新課教學?
1．波的疊加原理?
［設問］把兩塊石子在不同的地方投入池塘的水中，就有兩列波在水面上傳播，兩列波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，都改變原來的運動狀態(tài)呢？?
演示：取一根長繩，兩位同學在這根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，學生觀察現(xiàn)象.?
學生敘述現(xiàn)象?
現(xiàn)象一：抖動一下后，看到有兩個凸起狀態(tài)在繩上相向傳播.?
現(xiàn)象二：兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形跟相遇前一樣.?
總結：兩列波相遇后，每列波都像相遇前一樣，保持各自原來的波形，繼續(xù)向前傳播，這是波的獨立傳播特性.?
多媒體模擬繩波相遇前和相遇后的波形?

剛才，通過實驗，我們知道了兩列波在相遇前后，它們都保持各自的運動狀態(tài)，彼此都沒有受到影響，那么在兩列波相遇的區(qū)域里情況又如何呢？?
多媒體模擬繩波相遇區(qū)的情況?
總結：?
在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個質(zhì)點同時參與兩個振動，其振動位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和.當兩列波在同一直線上振動時，這兩種位移的矢量和簡化為代數(shù)和，這叫做波的疊加原理.?
強化訓練：?
兩列振動方向相同和振動方向相反的波疊加，振幅如何變化？振動加強還是減弱？?
學生討論后得到：?
兩列振動方向相同的波疊加，振動加強，振幅增大.?
兩列振動方向相反的波疊加，振動減弱，振幅減小.?
2．波的干涉?
實物投影演示?
把兩根金屬絲固定在同一個振動片上，當振動片振動時，兩根金屬絲周期性地觸動水面，形成兩個波源，觀察在兩列波相遇重疊的區(qū)域里出現(xiàn)的現(xiàn)象.?
說明：由于這兩列波是由同一個振動片引起的，所以這兩個波源的振動頻率和振動步調(diào)相同.?
學生敘述現(xiàn)象?
在振動的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開.?
用多體展示課本水波的干涉圖樣及波的干涉的示意圖
問：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？?
結合課本圖10~22進行分析：?
對于圖中的a點：?
設波源S1、S2在質(zhì)點a引起的振幅分別為A1和A2，以圖中a點波峰與波峰相遇時刻計時波源S1、S2引起a質(zhì)點的振動圖象如下圖甲、乙所示，當兩列波重疊時，質(zhì)點A同時參與兩個振動，合振動圖象如圖丙所示：?

從圖中可看出：對于a點，在t=0時是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波谷相遇，也就是說：在a點，兩列波引起的振幅都等于兩列波的振幅之和，即a點始終是振動加強點.?
說明的幾個問題：?
1.從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到振動加強的點a振動步調(diào)是一致的，引起質(zhì)點a的振動方向是一致的，振幅為A=A1+A2.?
2.振動加強的質(zhì)點a并不是始終處于波峰或波谷，它仍然在平衡位置附近振動，只是振幅最大，等于兩列波的振幅之和.?
那么，振動減弱的點又是如何形成的呢？?
以波源S1、S2分別將波峰、波谷傳給減弱點(例如b點)時刻開始計時，波源S1、S2分別引起質(zhì)點b振動的圖象如圖甲、乙所示，當兩列波重疊后，質(zhì)點b同時參與兩個振動，合振動圖象如圖丙所示.?

在b點是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點兩列波引起的合振動始終是減弱的，質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的振幅之差.?
說明的幾個問題：?
1.從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到b點時引起b點的振動方向相反，振幅為A=|A1-A2|.?2.振動減弱的質(zhì)點b并不是一定不振動，只是振幅最小，等于兩列波的振幅之差.?
學生閱讀課文相關內(nèi)容?
強化訓練?
1.如圖所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長均相等，當它們相遇時可能出現(xiàn)的波形是下圖中的哪個？?

2.如圖所示是兩列波發(fā)生干涉的圖樣，圖中a、b、c、d、e各點的振動情況如何？

參考答案?
1.當兩列波的前半個波(或后半個波)相遇時，根據(jù)波的疊加原理，在前半個波(或后半個波)重疊的區(qū)域里所有的質(zhì)點振動的合位移為零，而兩列波的后半個波(或前半個波)的波形保持不變，所以選項B正確.當兩列波完全相遇時(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點振動的位移均等于每列波單獨傳播時引起的位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點，振動的位移加倍，所以選項C也是正確的.?
所以本題應選B、C?
2.解：a是振動減弱點；b、c是振動加強點，d處在振動加強區(qū)上，因此也是振動加強點，只好在此時刻它恰好處在平衡位置上；e點既不在振動加強區(qū)上，也不在振動減弱區(qū)上，因此它的振幅既不是最大，也不是零.??
3．產(chǎn)生波的干涉的條件：?
對比投影演示實驗?
實驗一：在投影儀上放一個發(fā)波水槽，用同一振動片帶動兩個振針振動，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象.?
實驗二：在投影儀上放一個發(fā)波水槽，用二個振針分別激起兩列水波，觀察發(fā)生的現(xiàn)象.?
學生敘述現(xiàn)象?
現(xiàn)象一：看到了穩(wěn)定的干涉圖樣(實驗一)?
現(xiàn)象二：實驗二中，得到的干涉圖樣是不穩(wěn)定的.?
總結：如果互相疊加的兩列波波源頻率相同，振動情況相同，則產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象.?
說明：?
（1）．干涉現(xiàn)象中那些總是振動加強的點或振動減弱的點是建立在兩個波源產(chǎn)生的頻率相同的前提條件下.
（2）．.如果兩列頻率不同的波相疊加，得到的圖樣是不穩(wěn)定的；而波的干涉是指波疊加中的一個特例，即產(chǎn)生穩(wěn)定的疊加圖樣.?
（3）．如果兩列波頻率相同，但振幅相差很大將不會有明顯的干涉現(xiàn)象，因為振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)都在振動，振幅差別不大.?
強化訓練?
關于兩列波的穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是?
A.任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象?B.發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同?
C.在振動減弱的區(qū)域，各質(zhì)點都處于波谷?D.在振動加強的區(qū)域，有時質(zhì)點的位移等于零?
參考答案：B、D.??
兩列波疊加產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的，不是任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的，兩列波疊加產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的一個必要條件是兩列波的頻率相同，所以選項A是錯誤的而選項B是正確的；在振動減弱的區(qū)域里，只是兩列波引起質(zhì)點的振動始終是減弱的，質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點振動的振幅就等于零，也不可能各質(zhì)點都處于波谷，所以選項C是錯誤的.在振動加強的區(qū)域里，兩列波引起質(zhì)點的振動始終是加強的，質(zhì)點振動的最激烈，振動的振幅等于兩列波的振幅之和，但這些點始終是振動著的，因而有時質(zhì)點的位移等于零，所以選項D是正確的.?
所以本題應選B、D.?
總結：?
（1）．不論是振動加強點還是振動減弱點，位移仍隨時間做周期性變化.?
（2）．一切波都能夠產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；反之能夠發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的必定是波.?
（三）、小結（投影出示小結思考題）?
1．什么是波的獨立性？?
2．什么是波的疊加原理？?
3．什么是波的干涉？?
4．產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件是什么？?
（四）、作業(yè)：練習三（1）（2）（3）

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波的干涉學案

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學生更容易聽懂所講的內(nèi)容，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢？小編收集并整理了“波的干涉學案”，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

學校：臨清實驗高中學科：物理
選修3-4第十二章第6節(jié)波的干涉學案
課前預習學案
一、預習目標
通過預習并且聯(lián)系生活中的一些實例，達到簡單的了解一下波的疊加和干涉，達到感性認識的地步。
二、預習內(nèi)容
1.在介質(zhì)中常常有幾列波同時傳播，例如把兩塊石子在不同的地方投入池塘的水里，就有兩列波在水面上傳播．兩列波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，都能改變原來的運動狀態(tài)呢？

2.預習完畢后，用自己的語言描述一下波的疊加這現(xiàn)象。

3.什么叫做波的干涉，兩列波發(fā)生干涉的條件是什么??？

4.用自己的話說一說波的疊加和波的干涉的關系。

三、提出疑惑

同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學案
一、學習目標
(1).知道波的疊加原理.
(2).知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣.
(3).知道干涉現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象.
二、學習過程
1、波的疊加
【演示】在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，就分別有兩個凸起狀態(tài)1和2在繩上相向傳播．(參見課本圖10－28)我們可以看到，兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保持各自的運動狀態(tài)，彼此都沒有受到影響．
仔細觀察兩列相遇的水波，也可以看到兩列水波相遇后，彼此穿過，仍然保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播，就像沒有跟另一列水波相遇一樣．
(1)．位移特點
當兩個波源產(chǎn)生的兩列波在同一介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的每個質(zhì)點都要同時參與兩個分運動，在任一時刻，第一列波使某個質(zhì)點a振動所產(chǎn)生的位移是x1，第二列波同時使質(zhì)點a振動所產(chǎn)生的位移是x2，則質(zhì)點a的位移就是這兩列波分別產(chǎn)生的位移的矢量和．
如果位移x1，x2的方向相同，則質(zhì)點a的振動位移的大小為X=方向與。
如圖10－18所示．如果位移x1，x2方向相反，則質(zhì)點a的振動位移的大小為X=；方向。
(2)．波的獨立性特點
n列波在同一介質(zhì)中傳播，在介質(zhì)中某一點(或某一區(qū)域)相遇時，每一列波都能夠；好像沒有遇到另一列波一樣，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波所產(chǎn)生的振動，每個質(zhì)點仍然是在各自的平衡位置附近做簡諧振動．質(zhì)點振動的位移。
(3)．疊加原理
兩列相同的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域里
2、波的干涉
【演示】把兩根金屬絲固定在同一個振動片上，當振動片振動時，兩根金屬絲周期性地觸動水面，形成兩個波源．這兩個波源的振動頻率和振動步調(diào)相同，它們發(fā)出的波是頻率相同的波．現(xiàn)象：解釋：
由實驗分析可知，波干涉有如下特點：
3．波的干涉特點．
最大振幅最小振幅
位移

4．產(chǎn)生干涉的條件
任何情況下兩列波相遇都會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，而要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣則需要一定的條件，其條件是：
不僅水波、聲波，一切波都可發(fā)生干涉現(xiàn)象．
5．波的干涉與衍射一樣，也是波特有的現(xiàn)象．

6.當堂檢測
(1)插在水中的細棒對水波的傳播沒有影響，這是波的(衍射)現(xiàn)象；在墻外聽到墻內(nèi)人講話，這是波的(衍射)現(xiàn)象；一個人在兩個由同一聲源帶動的揚聲器之間走動時，聽到的聲音時強時弱，這是波的(干涉)現(xiàn)象．
(2)以下關于波的衍射的說法，正確的是：（c）
A．波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．當障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象很明顯
C．當孔的大小比波長小時，衍射現(xiàn)象很明顯
D．只有當障礙物的尺寸與波長差不多時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
(3)當兩列水波發(fā)生干涉時，如果兩列波的波峰在P點相遇．下列說法正確的是：（ABD）
A．質(zhì)點P的振動始終是加強的
B．質(zhì)點P的振幅最大
C．質(zhì)點P的位移始終最大
D．質(zhì)點P的位移有時為零
(4)在水平方向上有兩個振動情況完全相同的振源S1、S2，S1、S2相距7m，振動所形成的波的波長為1m，則S1、S2的連線上有幾個振動加強的點？（c）
A．只有中點B．6個點C．13個點D．無數(shù)個點
(5)兩列波在某區(qū)域相遇，下列說法正確的是：（AB）
A．兩波相遇時能保持各自狀態(tài)互不干擾
B．兩波相遇時引起質(zhì)點的位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和
C．任何兩列波疊加后都能使某些區(qū)域振動始終加強，某些區(qū)域振動始終減弱，得到穩(wěn)定的干涉圖樣
D．頻率相同的兩列波相干涉時，加強區(qū)域和減弱區(qū)域交替變換．

(6)兩個頻率、振幅相同的波在介質(zhì)中傳播發(fā)生干涉得到穩(wěn)定的干涉圖樣，則下列敘述正確的是：(B)
A．振動加強的點的位移總是處于最大值
B．振動加強的點的位移可能為零
C．振動減弱的點再經(jīng)過T/2振動變?yōu)榧訌?br> D．振動減弱的點的位移總是零
課后練習與提高

物理教案波的干涉

教學目標

1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點．
2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象．
3、通過觀察波的獨立前進，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征．

教學建議

本節(jié)重點是對干涉概念的理解和產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件的應用．學習中要注意兩列波的波峰、波峰相遇處是振動最強的地方，波谷、波谷相遇處也是振動最強的地方；而波峰、波谷或波谷、波峰相遇處則是振動最弱的地方．干涉的圖樣是穩(wěn)定的，振動加強的地方永遠加強，振動減弱的地方永遠減弱．
為什么頻率不同的兩列波相遇，不發(fā)生干涉現(xiàn)象?
因為頻率不同的兩列波相遇，疊加區(qū)各點的合振動的振幅，有時是兩個振動的振幅之和，有時是兩個振動的振幅之差，沒有振動總是得到加強或總是減弱的區(qū)域，這樣的兩個波源不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，不能形成穩(wěn)定干涉圖樣．而波的干涉是波疊加中的一個特例，即產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣.
請教師閱讀下表：

項目

波的干涉

備注

概念

頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動始終加強，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動的加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象

波的干涉是波特有的現(xiàn)象

產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件

(1)兩列波的頻率相同；

(2)振動情況相同.

產(chǎn)生的原因

波疊加的結果

結合圖下圖解釋此結論．

解釋時可以這樣說：在介質(zhì)中選一點為研究對象，在某一時刻，當波源l的振動傳播到點時，若恰好是波峰，則引起點向上振動；同時，波源2的振動也傳播到了點，若恰好也是波峰，則也會引起點向上振動；這時，點的振動就是兩個向上的振動的疊加，點的振動被加強了．(當然，在某一時刻，當波源1的振動傳播到點時，若恰好是波谷，則引起戶點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了點時，若恰好也是波谷，則也會引起點向下振動；這時，點的振動就是兩個向下的振動的疊加，點的振動還是被加強了．)用以上的分析，說明什么是振動加強的區(qū)域．

波源l經(jīng)過半周期后，傳播到P點的振動變?yōu)椴ü?，就會使P點的振動向下，但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同)，所以，此時P點的振動可能被減弱，也可能是被加強的．(讓學生來說明原因)

問題：如果希望P點的振動總能被加強，應有什么條件?如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點Q，希望Q點的振動總能被減弱，應有什么條件?

總結：波源1和波源2的周期應相同．

2波的干涉：

觀察現(xiàn)象：③水槽中的水波的干涉．對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強，而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象，加強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的．

詳細解釋教材中給出的插圖，如下圖所示．在解釋和說明中，特別應強調(diào)的幾點是：①此圖是某時刻兩列波傳播的情況；②兩列波的頻率(波長)相等；③當兩列波的波峰在某點相遇時，這點的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點就是波谷和波谷相遇，則這點的振動位移是負的最大值；④振動加強的點的振動總是加強的，振動減弱的點的振動總是減弱的．

讓學生思考和討論，并在分析的基礎上，給出干涉的定義：

（教師板書）頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣．

請學生反復觀察水槽中的水波的干涉，分清哪些區(qū)域為振動加強的區(qū)域，哪些區(qū)域為振動減弱的區(qū)域．

最后應幫助學生分析清楚：介質(zhì)中某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動，這與只有一個波源的振動在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點均按此波源的振動方式振動是不同的．

問題：任何兩列波進行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎？（不可以）為什么？（干涉是一種特殊的疊加．任何兩列波都可以進行疊加，但只有兩列頻率相同）

總結：干涉是波特有的現(xiàn)象．

二、應用

請學生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的干涉現(xiàn)象，舉例說明：

例1、水波的干涉現(xiàn)象．

例2、聲波的干涉現(xiàn)象．

三、課堂小結

今天，我們學習了波特有的現(xiàn)象：波的干涉．請同學再表達一下：什么叫波干涉?什么條件下可能發(fā)生波的干涉?

課后的任務是認真閱讀課本．

探究活動
研究聲音的干涉現(xiàn)象．

高二物理教案：《波的干涉》教學設計

每個老師不可缺少的課件是教案課件，規(guī)劃教案課件的時刻悄悄來臨了。將教案課件的工作計劃制定好，新的工作才會如魚得水！你們會寫一段適合教案課件的范文嗎？考慮到您的需要，小編特地編輯了“高二物理教案：《波的干涉》教學設計”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

高二物理教案：《波的干涉》教學設計

教學目標

1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點．

2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象．

3、通過觀察波的獨立前進，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征．

教學建議

本節(jié)重點是對干涉概念的理解和產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件的應用．學習中要注意兩列波的波峰、波峰相遇處是振動最強的地方，波谷、波谷相遇處也是振動最強的地方；而波峰、波谷或波谷、波峰相遇處則是振動最弱的地方．干涉的圖樣是穩(wěn)定的，振動加強的地方永遠加強，振動減弱的地方永遠減弱．

為什么頻率不同的兩列波相遇，不發(fā)生干涉現(xiàn)象?

因為頻率不同的兩列波相遇，疊加區(qū)各點的合振動的振幅，有時是兩個振動的振幅之和，有時是兩個振動的振幅之差，沒有振動總是得到加強或總是減弱的區(qū)域，這樣的兩個波源不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，不能形成穩(wěn)定干涉圖樣．而波的干涉是波疊加中的一個特例，即產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣.

請教師閱讀下表：

class=Normal vAlign=top width=90>

項目

class=Normal vAlign=top width=250>

波的干涉

class=Normal vAlign=top width=83>

備注

class=Normal vAlign=top width=90>

概念

class=Normal vAlign=top width=250>

頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動始終加強，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動的加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象

class=Normal vAlign=top width=83 rowSpan=3>

波的干涉是波特有的現(xiàn)象

class=Normal vAlign=top width=90>

產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件

class=Normal vAlign=top width=250>

(1) 兩列波的頻率相同；

(2) 振動情況相同.

class=Normal vAlign=top width=90>

產(chǎn)生的原因

class=Normal vAlign=top width=250>

波疊加的結果

教學設計示例

教學重點：波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件．

教學難點：對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解．

教學方法：實驗討論法>

教學儀器：水槽演示儀，長條橡膠管，計算機多媒體

新課引入：

問題1：上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象，什么是波的衍射現(xiàn)象呢？（波繞過障礙物的現(xiàn)象）

問題2：發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么？（障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多）

這節(jié)課我們研究波的干涉現(xiàn)象，如果同時投入兩個小石子，形成了兩列波，當它們相遇在一起時又會怎樣?請學生注意觀察演示實驗．

一、波的干涉> 觀察現(xiàn)象：

①在水槽演示儀上有兩個振源的條件下，單獨使用其中的一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播；再單獨使用另一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播．

現(xiàn)象結論：每一個波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播．

②找兩個同學拉著一條長繩，讓他們同時分別抖動一下繩的端點，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向對方傳播．當兩個波包在中間相遇時，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播．（由于這種現(xiàn)象一瞬間完成，學生看不清楚，教師可用計算機多媒體演示）

現(xiàn)象結論：波相遇時，發(fā)生疊加．以后仍按原來的方式傳播，是獨立的．

1.波的疊加：

在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎上，向學生說明什么是波的疊加．

教師板書：兩列波相遇時，在波的重疊區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和．

結合圖下圖解釋此結論．

解釋時可以這樣說：在介質(zhì)中選一點 為研究對象，在某一時刻，當波源l的振動傳播到 點時，若恰好是波峰，則引起 點向上振動；同時，波源2的振動也傳播到了 點，若恰好也是波峰，則也會引起 點向上振動；這時， 點的振動就是兩個向上的振動的疊加， 點的振動被加強了．(當然，在某一時刻，當波源1的振動傳播到 點時，若恰好是波谷，則引起戶點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了 點時，若恰好也是波谷，則也會引起 點向下振動；這時， 點的振動就是兩個向下的振動的疊加， 點的振動還是被加強了．)用以上的分析，說明什么是振動加強的區(qū)域．

波源l經(jīng)過半周期后，傳播到P點的振動變?yōu)椴ü?，就會使P點的振動向下，但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同)，所以，此時P點的振動可能被減弱，也可能是被加強的．(讓學生來說明原因)

問題：如果希望P點的振動總能被加強，應有什么條件?如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點

第三節(jié)波的干涉和衍射教案

第三節(jié)波的干涉和衍射教案
三維教學目標
1、知識與技能
（1）知道波的疊加原理，知道什么是波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣；
（1）知道什么是波的衍射現(xiàn)象，知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件；
（2）知道干涉現(xiàn)象、波的衍射現(xiàn)象都是波所特有的現(xiàn)象。
2、過程與方法：
3、情感、態(tài)度與價值觀：
教學重點：波的疊加原理、波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣、波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。
教學難點：波的干涉圖樣
教學方法：實驗演示
教學教具：長繩、發(fā)波水槽（電動雙振子）、音叉
（一）引入新課
大家都熟悉“聞其聲不見其人”的物理現(xiàn)象，這是什么原因呢？通過這節(jié)課的學習，我們就會知道，原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時會產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象，這就是波的衍射。
（二）進行新課
波在向前傳播遇到障礙物時，會發(fā)生波線彎曲，偏離原來的直線方向而繞到障礙物的背后繼續(xù)轉播，這種現(xiàn)象就叫做波的衍射。
1.波的衍射
（1）波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。
哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？（在水塘里，微風激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)募毿〉恼系K物，會繞過它們繼續(xù)傳播。）
實驗：下面我們用水波槽和小擋板來做，請大家認真觀察。
現(xiàn)象：水波繞過小擋板繼續(xù)傳播。將小擋板換成長擋板，
重新做實驗：
現(xiàn)象：水波不能繞到長擋板的背后傳播。這個現(xiàn)象說明發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關。
（2）衍射現(xiàn)象的條件
演示：在水波槽里放兩快小擋板，當中留一狹縫，觀察波源發(fā)出的水波通過窄縫后怎樣傳播。
第一、保持水波的波長不變，該變窄縫的寬度（由窄到寬），觀察波的傳播情況有什么變化。觀察到的現(xiàn)象：在窄縫的寬度跟波長相差不多的情況下，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播。（參見課本圖10-26甲）
在窄縫的寬度比波長大得多的情況下，波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播一樣，在擋板后面留下了“陰影區(qū)”。（參見課本圖10-26乙）
第二、保持窄縫的寬度不變，改變水波的波長（由小到大），將實驗現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上?？梢钥吹剑涸谡p不變的情況下，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。
將課本圖10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它們是做衍射實驗時拍下的照片。甲中波長是窄縫寬度的3/10，乙中波長是窄縫寬度的5/10，丙中波長是窄縫寬度的7/10。
通過對比可以看出：窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯的衍射現(xiàn)象。
窄縫寬度比波長大得多時，衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長相比非常大時，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象。

結論：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(xiàn)象。一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波的特有現(xiàn)象。
2、波的疊加
我們有這樣的生活經(jīng)驗：將兩塊石子投到水面上的兩個不同地方，會激起兩列圓形水波。它們相遇時會互相穿過，各自保持圓形波繼續(xù)前進，與一列水波單獨傳播時的情形完全一樣，這兩列水波互不干擾。
3、波的干涉
一般地說，振動頻率、振動方向都不相同的幾列波在介質(zhì)中疊加時，情形是很復雜的。我們只討論一種最簡單的但卻是最重要的情形，就是兩個振動方向、振動頻率都相同的波源所發(fā)出的波的疊加。
演示：在發(fā)波水槽實驗裝置中，振動著的金屬薄片AB，使兩個小球S1、S2同步地上下振動，由于小球S1、S2與槽中的水面保持接觸，構成兩個波源，水面就產(chǎn)生兩列振動方向相同、頻率也相同的波，這樣的兩列波相遇時產(chǎn)生的現(xiàn)象如課本圖10－29所示。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？我們可以用波的疊加原理來解釋。
課本圖10－30所示的是產(chǎn)生上述現(xiàn)象的示意圖。S1和S2表示兩列波的波源，它們所產(chǎn)生的波分別用兩組同心圓表示，實線圓弧表示波峰中央，虛線圓弧表示波谷中央。
某一時刻，如果介質(zhì)中某點正處在這兩列波的波峰中央相遇處[課本圖10－30所示中的a點]，則該點(a點)的位移是正向最大值，等于兩列波的振幅之和。經(jīng)過半個周期，兩列波各前進了半個波長的距離，a點就處在這兩列波的波谷中央相遇處，該點（a點）的位移就是負向最大值。再經(jīng)過半個周期，a點又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣，a點的振幅就等于兩列波的振幅之和，所以a點的振動總是最強的。這些振動最強的點都分布在課本圖10－30中畫出的粗實線上。
某一時刻，介質(zhì)中另一點如果正處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處[課本圖10－30中的b點]，該點位移等于兩列波的振幅之差。經(jīng)過半個周期，該點就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇處，再經(jīng)過半個周期，該點又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處。這樣，該點振動的振幅就等于兩列波的振幅之差，所以該點的振動總是最弱的。如果兩列波的振幅相等，這一點的振幅就等于零。這就是為什么在某些區(qū)域水面呈現(xiàn)平靜的原因。這些振動最弱的點都分布在課本圖10－30中畫出的粗虛線上?？梢钥闯觯駝幼顝姷膮^(qū)域和振動最弱的區(qū)域是相互間隔開的。
頻率相同的波，疊加時形成某些區(qū)域的振動始終加強，另一些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉(inerference)。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
只有兩個頻率相同、振動方向相同的波源發(fā)出的波，疊加時才會獲得穩(wěn)定的干涉圖樣，這樣的波源叫做相干波源，它們發(fā)出的波叫做相干波。不僅水波，一切波都能發(fā)生干涉，干涉現(xiàn)象是一切波都具有的重要特征之一。
演示：敲擊音叉使其發(fā)聲，然后轉動音叉，就可以聽到聲音忽強忽弱。這就是聲波的干涉現(xiàn)象。

（1）做波的干涉：頻率相同的波，疊加時形成某些區(qū)域的振動始終加強，另一些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
（2）特點：干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象。
（3）產(chǎn)生條件：兩列波的頻率必須相同。