[名校联盟]波的衍射波的干涉.doc

波的衍射 波的干涉 教学目标 1.观察波的衍射现象，了解形成明显衍射现象的条件 2.观察波的干涉现象，知道波的干涉现象是波在特殊条件下的叠加；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.知道衍射和干涉现象是波动特有的现象 4.会解释生活中的干涉和衍射现象 教学重点 波的衍射和发生波的干涉的条件 教学难点 对稳定的波的干涉图样的理解 教具 水槽演示仪 长条橡胶管 投影仪 音叉 课件 教学过程 一．引入新课 我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。当波纹遇到障碍物后会怎样？ 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？ 本节课就针对这组现象进行观察，并对它们进行初步解释。我们将前一现象称为衍射，后一现象称为干涉，这就是这节课的学习内容。 二．新课教学 1.波的衍射 通过课件来看一组现象。 （1）水波向前传播，放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。由此给出波的衍射定义。 波的衍射：波绕过障碍物继续向前传播的现象。 衍射是波特有的现象。 （2）在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。演示课件，观察四组现象，总结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，才能观察到明显的衍射现象。即S障≤λ波 思考：1.为什么能“闻其声不见其人”？ 2.为什么光波衍射现象不明显？ 分析：声波和光波都可以发生衍射现象。声波的波长范围是1.7cm到17m，而光的波长范围在0.4μm到0.8μm之间，因此，自然界中障碍物的尺寸远于光的波长，光波的衍射现象不明显，而声波易发生衍射现象，所以闻其声不见其人。 2.波的叠加和干涉 （1）波的叠加 设想：两列波相遇时，会有什么情景？课件演示 现象：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。相遇后，两列波按原运动状态继续向前传播。 引申总结：几列波相遇时能够保持各自运动状态，互不相影响，继续传播，在相遇区域里，介质中质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独传播时引起的各矢量的矢量和 （2）波的干涉 初步运用水槽演示仪和投影仪观察水波的干涉现象，再通过课件演示详细分析干涉现象形成的条件。 现象：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区互相互隔开 。 明显干涉现象的条件：1.两列波的频率相同 2.两列波的起振方向相同且相位差恒定 在解释和说明中，特别应强调的几点是：①此图是某时刻两列波传播的情况；②两列波的频率(波长)相等；③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，这点就是波谷和波谷相遇，则这点的振动位移是负的最大值；④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。 干涉中振动加强、减弱的判断 振动加强点振幅：A＝A1＋A2 振动减弱点振幅：A＝A1－A2 （3）干涉是波特有的现象 现象解释：声波的干涉（演示实验：音叉发声） 三．小结 波的衍射：波绕过障碍物继续向前传播的现象。 波的干涉：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区互相互隔开 衍射和干涉是波特有的现象。 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，才能观察到明显的衍射现象。即S障≤λ波 明显干涉现象的条件：1.两列波的频率相同 2.两列波的起振方向相同 四．课堂练习 1.水波通过小孔发生一定程度的衍射现象，为使衍射现象变得不明显，可以 （ ） A.增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B.增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C.缩小小孔尺寸, 同时增大水波的频率 D.缩小小孔尺寸, 同时减小水波的频率 2.当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是（ ） A.质点P的振动始终是加强的 B.质点P的振幅最大 C.质点P的位移始终最大 D.质点P的位移有时为零 DCBAE3.如图所示，是水面上两列频率相同的波在某时刻叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波的振幅均为2cm，波速2m/s，波长为8m，E点是BD和 D C B A E A.A、C处两质点是振动加强点 B.B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是4c C.E点处是振动加强的质点 D.经2s，B点处质点通过的路程是4c 五．课后作业 P18练习四1、2、3. P25 B组⑵、⑶.