2024-2025學(xué)年高中物理第二章機(jī)械波5波的干涉衍射教案5教科版選修3-4

PAGE5-波的干涉、衍射課題2.5波的干涉、衍射課型新授課課標(biāo)要求1.知道波的疊加原理，知道波的干涉現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是波的一種特別的疊加現(xiàn)象.2.知道波的干涉圖樣的特點(diǎn)，理解形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件，駕馭振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的振動(dòng)狀況.教學(xué)目標(biāo)學(xué)問與實(shí)力通過視察波的獨(dú)立前進(jìn)，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，相識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征.過程與方法1．分析相向傳播的兩列波的傳播過程，尤其是相遇區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況，從中得出波的疊加原理。

2．通過對波的干涉圖樣的分析，知道振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域和振動(dòng)減弱區(qū)域的特點(diǎn)，從而加深對干涉現(xiàn)象的理解。情感、看法與價(jià)值觀通過共同分析，得出結(jié)論，培育學(xué)生科學(xué)探究實(shí)力，用科學(xué)的眼光相識世界，梳理良好的世界觀、價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件。教學(xué)難點(diǎn)對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解教學(xué)打算自制克拉尼聲音顯示器、直投式發(fā)波水槽、動(dòng)畫演示教學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)過程及方法過程設(shè)計(jì)二次備課【新課引入】聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生，男女生聲音粗細(xì)是因?yàn)轭l率不同導(dǎo)致的，其實(shí)不同的聲音頻率會(huì)產(chǎn)生不同的圖案。請同學(xué)嘗試發(fā)出穩(wěn)定頻率2的聲音，視察薄膜上鹽粒的變更。通過試驗(yàn)，發(fā)覺不同的頻率的聲音在薄膜上形成不同的圖案，這是為什么呢？我們知道發(fā)聲體振動(dòng)在介質(zhì)中傳播加聲波，聲波前進(jìn)遇到障礙物反射，反射波和入射波相遇，對薄膜上的小顆粒產(chǎn)生沖擊，不過有的地方聲波的影響比較大，有的比較小，所以就形成了花紋。今日我們就要來探討幾列波在同一介質(zhì)中相遇的問題?！拘轮v授】波的獨(dú)立傳播：老師：日常生活中是否見過幾列波相遇的情景？他們是否會(huì)想小球相遇一樣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變更？學(xué)生舉例：水波老師：配套課件展示水波相遇動(dòng)圖，提問他們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變更了嗎？配套課件展示：①樂隊(duì)合奏時(shí)，我們聽到二胡的聲音與這個(gè)樂器單獨(dú)演奏時(shí)發(fā)出的聲音是否相同？是否受到其他樂器的影響？②四個(gè)同學(xué)能夠相互望見彼此，光波相遇時(shí)受到影響了嗎？老師：結(jié)合這幾個(gè)例子，總結(jié)出波相遇前后波的傳播狀況。得出結(jié)論：波的獨(dú)立傳播性波的疊加過渡：視察波相遇前后狀況，得出波具有獨(dú)立傳播性，波相遇時(shí)，狀況如何？視察視頻①：繩的兩端振動(dòng)2，在繩上形成兩列方向相反的波視察相遇時(shí)的情景，在相遇時(shí)/相遇區(qū)域視察到什么現(xiàn)象？學(xué)生：相遇時(shí)振幅更大了。老師;波的傳播實(shí)際是質(zhì)點(diǎn)在上下振動(dòng)，相遇區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)不僅受到甲的影響，還受到乙的影響，同時(shí)參加兩列波的振動(dòng)。視察現(xiàn)象②：動(dòng)圖展示峰峰疊加、峰谷疊加情景老師提問：相遇前后，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并沒有發(fā)生變更，相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移有什么規(guī)律？學(xué)生思索：運(yùn)動(dòng)的合成動(dòng)畫模擬，相遇區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參加兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。二、波的疊加在視察前面現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的疊加。兩列波相遇時(shí)，在波的重疊區(qū)域，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移，都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。波的干涉過渡：在波的疊加現(xiàn)象中，有一種特別的疊加現(xiàn)象，即頻率相同的兩列波相遇，會(huì)產(chǎn)生特別的現(xiàn)象，接下來請同學(xué)們視察試驗(yàn)現(xiàn)象，用自己的話描述現(xiàn)象的特征。視察現(xiàn)象①：直投式發(fā)波水槽，細(xì)致視察兩列波的重疊區(qū)域所發(fā)生的現(xiàn)象，這些條紋有什么特征？

學(xué)生：1、水波水紋向外傳播出現(xiàn)了一些相對較暗的區(qū)域（水平相對安靜的區(qū)域），振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)條紋如何分布？明暗相間，相互隔開老師：頻率相同的水波現(xiàn)象如此，頻率相同的水波現(xiàn)象如何？視察現(xiàn)象②：兩個(gè)電磁打點(diǎn)計(jì)器分別固定了一根細(xì)線的兩端，接在相同頻率的電源上，在繩上形成兩列頻率相等的波，視察兩列波相遇時(shí)的情景。學(xué)生：振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)相互間隔，且位置固定三、波的干涉頻率相同的兩列波疊加后，某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱，這些區(qū)域是相互間隔的，分布穩(wěn)定，這種現(xiàn)象叫波的干涉現(xiàn)象老師提問：為什么會(huì)形成這樣特別的干涉圖像？配套課件展示繩波的動(dòng)圖①老師提問：有無加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)？為什么A是加強(qiáng)點(diǎn)B是減弱點(diǎn)？得出結(jié)論：加強(qiáng)點(diǎn)：振動(dòng)同向，位移相加，且始終是同向的減弱點(diǎn)：振動(dòng)反向，位移相減，且始終是反向的，總位移為0配套課件展示水波干涉?zhèn)让娴膭?dòng)圖②思索兩個(gè)問題：1、兩個(gè)振源傳過來的波經(jīng)過某點(diǎn)，都要引起該點(diǎn)的振動(dòng)，為什么一些點(diǎn)的振幅幾乎為0，而一些點(diǎn)振幅很大？2、振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移始終為0嗎？振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移有沒有為0的時(shí)刻？學(xué)生回答老師展示兩列波相遇時(shí)情景，請同學(xué)找出振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)，這些點(diǎn)位置有沒有規(guī)律？隨意選取3個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)，得出結(jié)論：質(zhì)點(diǎn)位置與兩個(gè)波源距離是半個(gè)波長偶數(shù)倍，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；質(zhì)點(diǎn)位置與兩個(gè)波源距離是半個(gè)波長奇數(shù)倍，為振動(dòng)減弱點(diǎn)。小結(jié)課堂練習(xí)：1、如圖所示表示兩列相干水波的疊加狀況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。設(shè)兩列波的振幅均為5cm，且圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長分別為1m/s和0.5m，C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A．C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng)B．