《2.5波的干涉與衍射》作業(yè)設(shè)計(jì)方案

《2.5波的干涉與衍射》作業(yè)設(shè)計(jì)方案一、作業(yè)目標(biāo)1、讓學(xué)生理解波的干涉和衍射現(xiàn)象的概念、條件和特點(diǎn)。2、能夠識(shí)別生活中波的干涉和衍射現(xiàn)象，并能用所學(xué)知識(shí)解釋。3、提高學(xué)生運(yùn)用波的干涉和衍射原理解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力。二、作業(yè)內(nèi)容1、基礎(chǔ)概念理解-簡(jiǎn)答題-用自己的話(huà)簡(jiǎn)述波的干涉現(xiàn)象是什么，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象需要滿(mǎn)足哪些條件呢？-波的衍射現(xiàn)象又是什么樣的呢？哪些因素會(huì)影響波的衍射現(xiàn)象呢？-概念辨析-判斷下列說(shuō)法是否正確：只要兩列波相遇就會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。（說(shuō)明理由）-當(dāng)障礙物尺寸比波長(zhǎng)大很多時(shí)，一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。（說(shuō)明理由）2、現(xiàn)象識(shí)別與解釋-在生活中找出三個(gè)波的干涉現(xiàn)象和三個(gè)波的衍射現(xiàn)象的實(shí)例，并用所學(xué)知識(shí)解釋這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原理。3、簡(jiǎn)單計(jì)算與分析-有兩列相干波源，它們發(fā)出的波在某一點(diǎn)P疊加，兩列波在P點(diǎn)的振動(dòng)方程分別為y1=A1sin(ωt+φ1)，y2=A2sin(ωt+φ2)，如果A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2，求P點(diǎn)的合振動(dòng)方程。-已知一列波的波長(zhǎng)為λ，當(dāng)它通過(guò)一個(gè)寬度為d的狹縫時(shí)發(fā)生衍射現(xiàn)象，若要使衍射現(xiàn)象更明顯，是應(yīng)該增大d還是減小d呢？（解釋原因）4、創(chuàng)意作業(yè)-制作一個(gè)簡(jiǎn)單的波動(dòng)演示器（可以用繩子、彈簧等簡(jiǎn)單材料）來(lái)演示波的干涉或者衍射現(xiàn)象，并且錄制一個(gè)小視頻，在視頻里講解你演示的現(xiàn)象以及用到的原理。三、作業(yè)要求1、對(duì)于基礎(chǔ)概念理解部分，要求答案準(zhǔn)確簡(jiǎn)潔，概念辨析要能清楚闡述理由。2、現(xiàn)象識(shí)別與解釋部分，實(shí)例要常見(jiàn)且解釋合理。3、簡(jiǎn)單計(jì)算與分析部分，計(jì)算要準(zhǔn)確，分析要有理有據(jù)。4、創(chuàng)意作業(yè)部分，要求演示器能夠較好地演示相關(guān)現(xiàn)象，視頻講解清晰明了。四、作業(yè)評(píng)價(jià)1、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)-基礎(chǔ)概念理解部分：概念闡述準(zhǔn)確得滿(mǎn)分，存在小錯(cuò)誤酌情扣分。-現(xiàn)象識(shí)別與解釋部分：實(shí)例合理且解釋正確每個(gè)得相應(yīng)分?jǐn)?shù)，不合理或解釋錯(cuò)誤不得分。-簡(jiǎn)單計(jì)算與分析部分：計(jì)算正確、分析合理得滿(mǎn)分，計(jì)算錯(cuò)誤或分析不到位酌情扣分。-創(chuàng)意作業(yè)部分：根據(jù)演示效果、講解清晰度等綜合打分。2、評(píng)價(jià)方式-教師批改作業(yè)給出評(píng)價(jià)。-在課堂上選取部分創(chuàng)意作業(yè)進(jìn)行展示和同學(xué)互評(píng)。五、作業(yè)反饋1、請(qǐng)學(xué)生在作業(yè)后注明哪些部分比較難理解或者完成起來(lái)有困難。2、教師根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整教學(xué)內(nèi)容或者對(duì)個(gè)別學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。答案：1、基礎(chǔ)概念理解-簡(jiǎn)答題-波的干涉現(xiàn)象是兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的波相遇時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生干涉現(xiàn)象需要滿(mǎn)足的條件是兩列波頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定。-波的衍射現(xiàn)象是波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物或小孔時(shí)，能夠繞過(guò)障礙物或小孔的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。影響波的衍射現(xiàn)象的因素有障礙物或小孔的尺寸與波長(zhǎng)的相對(duì)大小，當(dāng)障礙物或小孔的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯。-概念辨析-錯(cuò)誤。兩列波相遇不一定會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只有滿(mǎn)足頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定這三個(gè)條件才會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。-錯(cuò)誤。當(dāng)障礙物尺寸比波長(zhǎng)大很多時(shí)，只是衍射現(xiàn)象不明顯，但不是一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。2、現(xiàn)象識(shí)別與解釋-波的干涉現(xiàn)象實(shí)例：-水面上兩列頻率相同的水波相遇時(shí)，會(huì)出現(xiàn)有的地方水面起伏大（振動(dòng)加強(qiáng)），有的地方水面起伏?。ㄕ駝?dòng)減弱）的現(xiàn)象。原理是兩列水波滿(mǎn)足干涉條件，在相遇區(qū)域產(chǎn)生干涉，疊加后形成振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域。-雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光通過(guò)兩條狹縫后在光屏上形成明暗相間的條紋。這是因?yàn)楣饩哂胁▌?dòng)性，兩列光滿(mǎn)足干涉條件，在光屏上疊加形成干涉條紋。-兩個(gè)相同的音叉在同一空間發(fā)聲，在某些位置聽(tīng)到聲音強(qiáng)（振動(dòng)加強(qiáng)），在某些位置聽(tīng)到聲音弱（振動(dòng)減弱）。這是因?yàn)閮闪新暡óa(chǎn)生了干涉。-波的衍射現(xiàn)象實(shí)例：-水波通過(guò)窄縫時(shí)，在縫后會(huì)擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，這是因?yàn)樗ǖ牟ㄩL(zhǎng)與縫寬相比不能忽略，發(fā)生了衍射現(xiàn)象。-聲音在傳播過(guò)程中，能繞過(guò)障礙物傳播，比如在墻角能聽(tīng)到另一邊傳來(lái)的聲音，這是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)，遇到障礙物時(shí)發(fā)生了衍射。-光通過(guò)窄縫（小孔徑）時(shí)，會(huì)在屏幕上形成明暗相間的條紋（泊松亮斑），這表明光發(fā)生了衍射現(xiàn)象，因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)雖然很短，但當(dāng)縫（孔）足夠小時(shí)，光也能發(fā)生衍射。3、簡(jiǎn)單計(jì)算與分析-根據(jù)合振動(dòng)公式y(tǒng)=y1+y2=Asin(ωt+φ)，其中A=sqrt(A12+A22+2A1A2cos(φ2-φ1))，將A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2代入可得：A=sqrt(32+42+2×3×4×cos(π/2-0))=5cm，tanφ=A2sin(φ2)/(A1+A2cos(φ2))=4/3，所以φ=arctan(4/3)，則P點(diǎn)的合振動(dòng)方程為y=5sin(