第六節(jié)波的干涉

1、高二物理教學(xué)案高二物理教學(xué)案§第六節(jié)波的干涉編寫人：劉鐵昌本節(jié)教材分析波的干涉是波的一種特殊的疊加現(xiàn)象，所以對波的疊加現(xiàn)象的理解是認識波的干涉現(xiàn)象的基礎(chǔ)，教材首先講了波的疊加現(xiàn)象，即兩列波相遇而發(fā)生疊加時，對某一質(zhì)點而言，它每一時刻的總位移，都等于該時刻兩列波在該質(zhì)點引起的位移的矢量和。在學(xué)生理解波的疊加的基礎(chǔ)上，再進一步說明在特殊情況下，即當兩列波的頻率相同時，疊加的結(jié)果就會出現(xiàn)穩(wěn)定的特殊圖樣，即某些點兩列波引起的振動始終加強，某些點兩列引起的振動始終減弱，并且加強點與減弱點相互間隔，這就是干涉現(xiàn)象。由于對干涉現(xiàn)象的理解，需要一定的空間想象力圖，可借助圖片、計算機模擬，盡可能使學(xué)生

2、形象、直觀地理解干涉現(xiàn)象。對波的干涉現(xiàn)象，不要求從理論上推導(dǎo)，教學(xué)時要注意掌握教學(xué)要求，以免增強難度。教學(xué)目標一、知識目標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、能力目標培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。三、德育目標通過波的疊加原理，使學(xué)生認識到事物之間的普遍聯(lián)系。教學(xué)重點波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象教學(xué)難點波的干涉中加強點和減弱點的位移和振幅的區(qū)別教學(xué)方法實驗法、電教法、訓(xùn)練法教學(xué)用具實物投影儀、CAI課件、波的干涉實驗儀教學(xué)過程投影本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標：1、知道波具有獨立傳播的特性和兩波疊加的位移規(guī)律。2、知道波的干涉現(xiàn)象，知道干涉是波的特性之一。3

3、、理解波的干涉原理。4、知道產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件。學(xué)習(xí)目標完成過程一、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)生答教師：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？二、新課教學(xué)（一）波的疊加原理設(shè)問 把兩塊石子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)在繩子相向傳播?，F(xiàn)象二：兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的

4、形狀和傳播的情形跟相遇前一樣。教師總結(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，這時波的獨立傳播特性。多媒體模擬繩波相遇前和相遇后的波形教師剛才，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)的情況教師總結(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

5、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。（二）波的干涉實物投影演示把兩根金屬絲固定在同一振動片上，當振動片振動時，兩根金屬絲周期性觸動水面，形成兩個波源，觀察在兩列波相遇重疊的區(qū)域時出現(xiàn)的現(xiàn)象。教師說明由于這兩列波是由同一個振動引起的，所以這兩個波源的振動率和振動步調(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衡的區(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。用多媒體展示課本水波的干涉圖樣及波的干涉的示意圖教師為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？對于圖中的a點：設(shè)波源S1、S2在質(zhì)點a引起的振幅

6、分別為A1和A2，以圖中a點波峰與波峰相遇時刻計時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，合振動圖象如圖所示：從圖中看出：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，兩列小組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+A22、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，在這一點兩列引起的合振動始終是減弱的，質(zhì)點振動的