高中物理教案

物理教案波的干涉。

教學(xué)目標(biāo)

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(jìn)，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征．

教學(xué)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(yīng)用．學(xué)習(xí)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(yuǎn)加強，振動減弱的地方永遠(yuǎn)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(jié)果

結(jié)合圖下圖解釋此結(jié)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(dāng)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(dāng)然，在某一時刻，當(dāng)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龋蜁筆點的振動向下，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(xué)生來說明原因)

問題：如果希望P點的振動總能被加強，應(yīng)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(yīng)有什么條件?

總結(jié)：波源1和波源2的周期應(yīng)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(xì)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(yīng)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(dāng)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(fù)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(xué)生思考和討論，并在分析的基礎(chǔ)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(xué)生反復(fù)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(yīng)幫助學(xué)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(jìn)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(jìn)行疊加，但只有兩列頻率相同）

總結(jié)：干涉是波特有的現(xiàn)象．

二、應(yīng)用

請學(xué)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(jié)

今天，我們學(xué)習(xí)了波特有的現(xiàn)象：波的干涉．請同學(xué)再表達(dá)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(wù)是認(rèn)真閱讀課本．
www.lvshijia.net

探究活動
研究聲音的干涉現(xiàn)象．

相關(guān)知識

波的干涉

§10-5波的干涉

【教學(xué)目的】
1、知道波的疊加原理
2、知道波的干涉現(xiàn)象、掌握產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件、能識別干涉圖樣的特征
3、知道干涉是波特有的現(xiàn)象
【教學(xué)重點】
疊加原理、干涉現(xiàn)象
【教學(xué)難點】
干涉現(xiàn)象的解釋、振動強弱的物理意義理解
【教學(xué)方法】
電教法、講練法
【教具】
Flash課件《波的疊加》《波的干涉》、投影儀
干涉照片掛圖
【教學(xué)過程】
○、復(fù)習(xí)＆引入
1、學(xué)生思考：什么是波的衍射？產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是什么？
2、學(xué)生思考：怎樣理解衍射是波特有的現(xiàn)象？
3、除了同一列波在同一界質(zhì)傳播、穿越不同界質(zhì)傳播的規(guī)律外，我們還常常面臨這樣的事實：在同一界質(zhì)中多列波在同時傳播，這些波之間會怎樣相互作用、最終將會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？
這就是本節(jié)課要研究的波的疊加和干涉現(xiàn)象。
一、波的疊加
先看同一界質(zhì)中的兩列一維波相遇時會發(fā)生什么現(xiàn)象——
素材：演示實驗介紹…
配套課件展示：Flash課件《波的疊加》
學(xué)生觀察：a、波相遇時的現(xiàn)象；
b、波相遇后的現(xiàn)象?！?br> 波的疊加：幾列波在同一界質(zhì)相遇，相遇時，重疊部分的界質(zhì)點參與幾列波引起的振動的矢量疊加，相遇過后，各列波保持原有特征不變而繼續(xù)傳播。
課件演示照應(yīng)（演示含波峰與波谷的完整波——仍然是脈沖——疊加）
學(xué)生列舉：幾列波相遇后特征不變的事例…
答：嘈雜的教室中我們?nèi)匀荒軌虮鎰e某同學(xué)的聲音。
過渡：我們剛才研究的是不連續(xù)的脈沖波的疊加情形，如果是連續(xù)波的疊加，情況又會怎樣？
二、波的干涉
演示：水波的干涉。
學(xué)生表達(dá)觀察到的物理現(xiàn)象…
過渡：為什么會形成這樣的現(xiàn)象呢？
板圖——教材圖10-23。
說明：在“俯視圖”怎樣對應(yīng)波峰、波谷…
板圖分析：a、某時刻波峰與波峰的疊加、波谷與波谷的疊加→半個周期末了它們再疊加
b、某時刻波峰與波谷的疊加（波谷與波峰的疊加）→半個周期末了它們再疊加
提問：振動的強點和弱點是交替出現(xiàn)還是固定不變？
學(xué)生總結(jié)、答問：固定不變。
我們就把這種波疊加后形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象叫做波的干涉。
提問：波的干涉現(xiàn)象是不是很普遍？譬如聲音疊加后，會經(jīng)常出現(xiàn)干涉現(xiàn)象嗎？
學(xué)生：否。
那么，干涉的形成是否還需要條件呢？
回到教材圖10-23分析——如果波源S1和S2所激發(fā)的波的波長不同
a、某時刻是否會形成規(guī)則的強弱分布？
b、半個周期后，強弱點的分布是否還在原處？
設(shè)問：波長不同時，是否能形成干涉現(xiàn)象？
學(xué)生：不能。
由于在同一界質(zhì)中波速相同，故波長相等的波頻率必然相同，所以，我們通常把頻率相同歸結(jié)為干涉形成的條件之一。
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，而且加強和減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，所形成的圖樣叫干涉圖樣。
要同學(xué)們找波的干涉的感性事例恐怕不易，這里演示一個——
音叉的干涉（注意介紹：a、為什么滿足條件…；b、感受干涉效果的方法…）
學(xué)生尋找類似的事例、并看教材P57關(guān)于揚聲器的干涉的描述。
四、小結(jié)
本節(jié)我們學(xué)習(xí)了兩部分內(nèi)容：波的疊加和波的干涉。它們所依據(jù)的物理原理是相同的：物理量的矢量疊加。疊加是干涉的知識基礎(chǔ)，干涉是更嚴(yán)格意義上的疊加，干涉后的效果應(yīng)具備兩大特征：強弱相互間隔、區(qū)域固定不變。
最后還需要指出的是，跟衍射一樣，干涉也是波特有的現(xiàn)象，我們今后會把它作為區(qū)分粒子運動還是波動的重要依據(jù)之一。
五、作業(yè)布置
閱讀教材；
教材P58第（1）、（2）、（3）題，上作業(yè)本。
【板書設(shè)計】
注意“教學(xué)過程”的灰色部分，即是板書計劃。
【教后感】
由于醞釀的時間長（之前有兩節(jié)習(xí)題課），準(zhǔn)備比較充分，各環(huán)節(jié)考慮比較細(xì)（板書、語言過渡、設(shè)問、雙邊活動等），最后上課的效果也很精彩。是新課以來最成功的一堂課。
具體體現(xiàn)在：節(jié)奏好；計劃貫徹好；有張有收，知識方面，沒有做不切實際地拔高。
臨時調(diào)整的地方：1、板書盡管只有兩處，課堂上仍然沒有機械地照抄，而是采取了“分解法”，將原話分解為四個要點板書，且對“相遇時”和“相遇后”實行分區(qū)域、分時段板書，效果甚佳。2、教法上嘗試“研讀教材法”（P55實驗圖解文字），并以此為契機，對圖10-21進(jìn)行逐個分析，得“相遇時”的物理規(guī)律，這也很不錯。3、對于完整脈沖波的疊加，第二堂才板圖（類似圖10-21的甲、乙、丙、丁、戊五個），覺得這樣更有助于“二、波的干涉”的講解。
值得改進(jìn)的地方：1、“干涉條件”的講解不應(yīng)以“波長不同”為反面前提，而仍應(yīng)以頻率不同→周期不同→到“1波的半周期T1/2末了，1波的波峰傳到，2波的波峰要么沒到、要么已經(jīng)傳過，強點的位置改變”的這個流程講解，會更加順暢！
演示實驗沒做，仍然是一堂不符合規(guī)范要求的課。

波的干涉教案

10．5波的干涉
一、教學(xué)目標(biāo)
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(xué)重點：波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象.?
三、教學(xué)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(xué)方法：實驗法、電教法、訓(xùn)練法.?
五、教具：實物投影儀、CAI課件、波的干涉實驗儀.?
六、教學(xué)過程：?
（一）、引入?
投影復(fù)習(xí)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(xué)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(xué)?
1．波的疊加原理?
［設(shè)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(xué)在這根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，學(xué)生觀察現(xiàn)象.?
學(xué)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(jié)：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(jié)：?
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(dāng)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(xùn)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(xué)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(dāng)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(xué)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(jié)合課本圖10~22進(jìn)行分析：?
對于圖中的a點：?
設(shè)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(dāng)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(dāng)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(xué)生閱讀課文相關(guān)內(nèi)容?
強化訓(xùn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(xué)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(jié)：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(xùn)練?
關(guān)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(yīng)選B、D.?
總結(jié)：?
（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(jié)（投影出示小結(jié)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(xí)三（1）（2）（3）

波的干涉學(xué)案

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)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(xué)目標(biāo)。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(xué)案”，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

學(xué)校：臨清實驗高中學(xué)科：物理
選修3-4第十二章第6節(jié)波的干涉學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
通過預(yù)習(xí)并且聯(lián)系生活中的一些實例，達(dá)到簡單的了解一下波的疊加和干涉，達(dá)到感性認(rèn)識的地步。
二、預(yù)習(xí)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(yù)習(xí)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啊？

4.用自己的話說一說波的疊加和波的干涉的關(guān)系。

三、提出疑惑

同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，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(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
(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(xué)習(xí)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(xì)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(dāng)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(dāng)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(dāng)堂檢測
(1)插在水中的細(xì)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(guān)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(dāng)障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象很明顯
C．當(dāng)孔的大小比波長小時，衍射現(xiàn)象很明顯
D．只有當(dāng)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(dāng)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(xí)與提高

高三物理教案：《光的干涉》教學(xué)設(shè)計

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？以下是小編收集整理的“高三物理教案：《光的干涉》教學(xué)設(shè)計”，僅供參考，大家一起來看看吧。

本文題目：高三物理教案:光的干涉

一、知識點梳理

1、光的干涉現(xiàn)象：

頻率相同，振動方向一致，相差恒定(步調(diào)差恒定)的兩束光， 在相遇的區(qū)域出現(xiàn)了穩(wěn)定相間的加強區(qū)域和減弱區(qū)域的現(xiàn)象。

(1)產(chǎn)生干涉的條件：

①若S1、S2光振動情況完全相同，則符合 ，(n=0、1、2、3…)時，出現(xiàn)亮條紋;

②若符合 ，((n=0，1，2，3…)時， 出現(xiàn)暗條紋。相鄰亮條紋(或相鄰暗條紋)之間的中央間距為 。

(2)熟悉條紋特點

中央為明條紋，兩邊等間距對稱分布明暗相間條紋。

2. 用雙縫干涉測量光的波長

原理：兩個相鄰的亮紋或暗條紋的中心間距是Δx=lλ/d

測波長為：λ=d?Δx /l

(1)觀察雙縫干涉圖樣：

只改變縫寬，用不同的色光來做，改變屏與縫的間距看條紋間距的變化

單色光：形成明暗相間的條紋。

白光：中央亮條紋的邊緣處出現(xiàn)了彩色條紋。這是因為白光是由不同顏色的單色光復(fù)合而成的，而不同色光的波長不同，在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離不變的條件下，光波的波長越長，各條紋之間的距離越大，條紋間距與光波的波長成正比。各色光在雙縫的中垂線上均為亮條紋，故各色光重合為白色。

(2)測定單色光的波長：

雙縫間距是已知的，測屏到雙縫的距離 ，測相鄰兩條亮紋間的距離 ，測出 個亮紋間的距離 ，則兩個相鄰亮條紋間距：

3.光的色散：

不同的顏色的光，波長不同在雙縫干涉實驗中，各種顏色的光都會發(fā)生干涉現(xiàn)象，用不同色光做實驗，條紋間距是不同的，說明：不同顏色的光，波長不同。

含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散。

各種色光按其波長的有序排列就是光譜。

從紅光→紫光，光波的波長逐漸變小。

4.薄膜干涉中的色散現(xiàn)象

如圖：把這層液膜當(dāng)做一個平面鏡，用它觀察燈焰的像：是液膜前后兩個反射的光形成的，與雙縫干涉的情況相同，在膜上不同位置，來自前后兩個面的反射光用圖中實虛線來代表兩列光，所走的路程差不同。

在某些位置疊加后加強，出現(xiàn)了亮紋，在另一些位置，疊加后相互削弱，于是出現(xiàn)了暗紋。

注意：

關(guān)于薄膜干涉要弄清的幾個問題：

(1)是哪兩列光波發(fā)生干涉;

(2)應(yīng)該從哪個方向去觀察干涉圖樣;

(3)條紋會向哪個方向側(cè)移

5.應(yīng)用

(1)照相機、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面的增透膜。

(2)檢查工件表面是否平整。

6.光的衍射現(xiàn)象

光偏離直線傳播繞過障礙物進(jìn)入陰影區(qū)域里的現(xiàn)象。

產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔(縫)的尺寸與波長可比(相差不多)或更小。

單色光單縫衍射圖象特點：中央條紋最寬最亮，兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋。

應(yīng)用：用衍射光柵測定光波波長。

二、精選例題：

【例1】(1997年高考全國卷)在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時( C )

A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失

B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在

C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮

D.屏上無任何光亮

【例2】(如圖所示).單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，則可觀察到的圖象是(A)

【例3】如圖(a)所示是利用雙縫干涉測定單色光波長的實驗裝置，濾光片的作用是_____，單縫的作用是_______________，雙縫的作用是______________，單縫和雙縫之間的方向關(guān)系是_______________.某同學(xué)在做該實驗時，第一次分劃板中心刻度對齊A條紋中心時(圖1)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖3所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時(圖2)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖4所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖3中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為__________mm.圖4游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_______________mm.實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是______________，所測單色光的波長為___________m.

答案：獲得單色光，產(chǎn)生線光源，產(chǎn)生相干光源，平行，

11.5mm，16.7mm，減小實驗誤差，6.5×10-7.

【例4】劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖16-1-4所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：(1)任意一條明紋或暗紋所在位置下面的薄膜厚度相等(2)任意相鄰明紋或暗紋所對應(yīng)的薄膜厚度恒定;現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋：(　A)

A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失

【例5】如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的。檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個表面反向的光疊加而成的( 　C )

A.a的上表面、b的下表面

B.a的上表面、b的上表面

C.a的下表面、b的上表面

D.a的下表面、b的下表面D.

【例6】現(xiàn)代光學(xué)裝置中的透鏡，棱鏡的表面常涂上一層薄膜(一般用氟化鎂)，當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的1/4時，可以大大減少入射光的反射損失，從而增強透射光的強度，這種作用是應(yīng)用了光的(C)

A.色散現(xiàn)象 B.全反射現(xiàn)象

C.干涉現(xiàn)象 D.衍射現(xiàn)象

( 舉一反三)、登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014Hz，那么它設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是多少?

【例7】(2001年全國高考)在如圖中所示,A、B兩幅圖是由單色光

分別入射到圓孔而成成的的圖像，其中圖A是光的 衍射

(填干涉或衍射)圖像，由此可以判斷出圖A所對應(yīng)的圓孔的孔徑 小于 (填大于或小于)圖B所對應(yīng)的圓孔的孔徑。

【例8】在雙縫干涉實驗中，如果將雙縫中的一條擋住，其它都不改變，那么在光屏上觀察到的現(xiàn)象將是 (答案C)

A.仍然是均勻分布的明暗相間的條紋，只是亮紋的亮度變暗了

B.仍然是均勻分布的明暗相間的條紋，只是由于擋住一條縫，所以光屏上只有一半?yún)^(qū)域內(nèi)有干涉條紋，另一半?yún)^(qū)域內(nèi)將沒有干涉條紋

C.仍然有明暗相間的條紋，只是條紋的寬窄和亮度分布不再是均勻的了

D.由于只有單縫，不能形成相干光源，所以不會發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，光屏上將沒有任何條紋出現(xiàn)

【例9】.如右圖所示，L為水平放置的點亮的8w日光燈，T為一藤椅的豎直靠背，橫藤條與日光燈管平行，豎藤條相互垂交織，它們之間是透空方格，P是與藤條靠背平行的白屏。現(xiàn)將屏從緊貼椅背處慢慢向遠(yuǎn)處(圖中右方)平移，從屏上將依次看到( 答案C 　 )

A.橫藤條的影，橫豎藤條的影?

B.豎藤條的影，橫豎藤條的影?

C.橫豎藤條的影，豎藤條的影，沒有藤條的影?

D.橫豎藤條的影，橫藤條的影，沒有藤條的影?

三、過關(guān)測試

1.如圖所示是光的雙縫干涉的示意圖,下列說法中正確的是( )

①單縫S的作用是為了增加光的強度.

②雙縫S1、S2的作用是為了產(chǎn)生兩個頻率相同的線狀光源.

③當(dāng)S1、S2發(fā)出兩列光波到P點的路程差為光的波長λ的1.5 倍時,產(chǎn)生第二條暗條紋。

④當(dāng)S1、S2發(fā)出的兩列光波到P點的路程差為長λ時,產(chǎn)生中央亮條紋.

A.①B.①②　C.②④　D.②③

2.在雙縫干涉實驗中,雙縫到光屏上P點的距離之差△x=0.6 ,若分別用頻率為f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫,則P點出現(xiàn)明、暗條紋的情況是( )

A.用頻率為f1的單色光照射時,出現(xiàn)明條紋.

B.用頻率為f2的單色光照射時,出現(xiàn)明條紋.

C.用頻率為f1的單色光照射時,出現(xiàn)暗條紋.

D.用頻率為f2的單色光照射時,出現(xiàn)暗條紋.

3.關(guān)于雙縫干涉條紋的以下說法中正確的是( )

A.用同一種單色光做雙縫干涉實驗,能觀察到明暗相間的單色條紋.

B.用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差為該色光波長的整數(shù)倍.

C.用同一種單色光經(jīng)雙縫干涉的明條紋到兩縫的距離之差一定為該色光波長的奇數(shù)倍.

D.用同種單色光經(jīng)雙縫后干涉的暗條紋到兩縫的距離之差一定為該色光半波長的奇數(shù)倍.

4.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時( )

A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失

B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在

C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮

D.屏上無任何光亮

D AD ABD C A C AC A BD AC B D B A

5.如圖所示，一束白光從左側(cè)射人肥皂薄膜，下列說法中正確的是 ( )

①人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋

②人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋

③彩色條紋水平排列

④彩色條紋豎直排列

A.②③ B.①②④ C.②④ D.①③

6.用綠光做雙縫干涉實驗，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有 ( )

A.如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx 將增大

B.如果增大雙縫之間的距離，Δx 將增大

C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大

D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大

7.如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是 ( )

A.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的

D.干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的

8.在一發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓屏從較大調(diào)到完全閉合的過程中，在屏上看到的現(xiàn)象是：( )

A.先是圓形亮區(qū)，再是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗

B.先是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗

C.先是圓形亮環(huán)，最后完全黑暗

D.先是圓形亮環(huán)，再是圓形亮區(qū)，最后完全黑暗

9.關(guān)于光學(xué)裝置上的增透膜，下列說法中錯誤的是：( )

A.照相機的鏡頭上涂增透膜后，可提高成像質(zhì)量

B.光學(xué)鏡頭上涂增透膜，是為了使入射光的各種色光都不發(fā)生反射

C.增透膜的厚度應(yīng)是入射光在介質(zhì)中波長的四分之一

D.涂有增透膜的鏡頭，看上去呈淡紫色，說明增透膜增加了鏡頭對紫光的透射程度

10.在光的雙縫干涉實驗中，如果只改變一個條件，以下說法中正確的是：( )

A.使雙縫間距變小，則條紋間距變寬

B.使屏與雙縫距離變小，則條紋間距變寬

C.將入射光由綠光改為紅光，則條紋間距變寬

D.將入射光由綠光改為紫光，則條紋間距變寬

11.如圖所示的雙縫干涉實驗裝置中，當(dāng)使用波長為 的橙光做實驗時，光屏中心點P點及其上方的P1點形成兩條相鄰的亮紋;若換用波長為 的紫光重復(fù)上述實驗，在P和P1點形成的亮、暗紋情況是( )

A.P和P1都是亮紋

B.P是亮紋，P1是暗紋

C.P是暗紋，P1是亮紋

D.P和P1都是暗紋

12.下面哪些屬于光的干涉現(xiàn)象：( )

A.雨后美麗的彩虹

B.對著日光燈從兩鉛筆的縫中看到的彩色條紋

C.光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋

D.陽光下肥皂膜上的彩色條紋

13.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，以下說法中正確的是：( )

A.縫的寬度 越小，衍射圖案越亮

B.縫的寬度 越小，衍射現(xiàn)象越明顯

C.縫的寬度 越小，光的傳播路線越接近直線

D.入射光的波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯

14.雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是：①O點是紅光的亮條紋;②紅光的第一條亮條紋在P點的上方;③O點不是藍(lán)光的亮條紋;④藍(lán)光的第一條亮條紋在P點的上方。其中正確的是

A.只有①②正確 B.只有①④正確 C.只有②③正確 D.只有③④正確

15.在用雙縫干涉測光的波長的實驗中：⑴已知雙縫到光屏之間的距離是600mm，雙縫之間的距離是0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm，某同學(xué)在用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中中看到的分劃板中心刻線對準(zhǔn)某條亮紋(記作第1條)的中心，這時手輪上的示數(shù)如左圖所示。然后他轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數(shù)如右圖所示。這兩次示數(shù)依次為_______mm和______mm。由此可以計算出本實驗所用的單色光的波長為_______nm。