《波的衍射与干涉》教学设计
高中物理教案:波的干涉和衍射实验设计
本文将为您介绍一份高中物理优秀教案,主题为波的干涉和衍射实验设计。
本教案将以相关实验来探究波的干涉和衍射现象,并逐步深入了解这些现象的物理原理。
一、教学目标通过本节课的学习,学生应能够:1.掌握波的干涉和衍射的基本概念;2.了解干涉和衍射的主要实验,并掌握其实验原理;3.使用实验装置进行干涉和衍射的实验,观察、分析并解释实验现象;4.对干涉和衍射现象进行科学地阐述,解释其在应用中的重要性。
二、教学重点1.干涉和衍射实验原理;2.干涉和衍射现象观察、分析、解释。
三、教学难点1.干涉和衍射现象解释;2.干涉和衍射现象的应用。
四、课程设置1.知识讲授(30分钟)通过教师的讲授,简要介绍波的干涉和衍射的基本概念及其应用,引导学生掌握重点知识。
2.实验操作(90分钟)将学生分成小组,让他们亲自进行干涉和衍射的实验。
这些实验将涉及波的干涉和衍射的不同类型,包括“杨氏双缝干涉实验”、“菲涅尔衍射实验”以及“费马双缝衍射实验”等。
在实验过程中,鼓励学生自行搭建实验装置,以便能够更好地深入了解干涉和衍射现象。
3.实验数据分析(30分钟)在实验结束后,让学生观察和记录实验结果,并为他们提供一些分析干涉和衍射现象的具体方法和技巧。
鼓励他们讨论实验现象,并向团队和其他小组的成员提出问题。
通过这种方法,学生将能够深入了解干涉和衍射现象,帮助他们更好地理解相关知识。
4.总结巩固(10分钟)在进行完实验之后,教师可以向学生进行一番总结。
感受一下学习这些重要概念和计算方法的过程,并提醒他们以后需要记得的重要概念。
同时,教师还可以使用相关案例,解释应用干涉和衍射的实际状况,以便学生能够更好地理解这些知识的重要性。
五、实验装置搭建建议在本节课程中,需要使用以下装置,让学生自行搭建和操作:1.杨氏双缝干涉仪:两个平行的缝孔,平行管和同轴光栅,以及一组激光器和电池,以可调整的距离滤镜来使光束成平行光。
2.菲涅尔衍射仪:激光器、平行光板、菲涅尔双棱镜、并可以可调距离。
《波的衍射与干涉》教学设计
《波的衍射与干涉》教学设计《波的衍射和干涉》教学设计【教材分析】衍射和干涉是波特有的现象,是学生学习光的衍射和干涉的基础,原理很抽象,本节内容须从实验的角度加强感知,避免从理论上进行讨论。
【学情分析】首先学生经过之前的物理学习,尤其是力学的学习,已经具备了一定的观察、分析、总结的逻辑思维能力。
波的衍射和干涉在生活中非常容易被忽视,学生缺乏感性认识基础。
【教学目标】1.知识与技能①知道波的衍射和明显衍射的条件;②了解波的叠加原理;③认识波的干涉学习和干涉图样;④知道发生明显干涉现象的必要条件;⑤知道衍射和干涉是波特有的现象。
2.过程与方法①通过观察水波衍射现象和观察不同缝宽波的衍射,以及水波前进方向上放置不同大小障碍的实验让学生知道波的衍射现象及明显衍射的条件;②通过观察水波干涉的实验,使学生知道波的干涉现象和干涉条件。
3.情感态度与价值观①通过对生活中自然的观察,培养学生热爱生活、细心观察周围实物的习惯;②通过从自然现象到科学实验的过度,使学生发现学习物理的乐趣,激发学生学习物理的热情;③通过提问—猜想—实验—总结来培养同学们科学探究的方法和精神。
【重点和难点】重点:波的衍射和干涉的概念;产生明显衍射的条件及干涉的条件;难点:波的衍射和干涉的概念;产生明显衍射的条件及干涉的条件。
【设计思想】衍射和干涉是波特有的现象,学生学习波的传播后最早接触的现象,所以应给学生充分的直观感受,结合生活中见到的自然现象、实验演示让学生认识波的衍射和干涉。
结合本课内容特点,本节教学设计的主导思想是采用以教师启发引导为主的探究式教学。
【教学策略与手段】本节主要采用教师启发、引导学生观察、分析、总结自然现象、实验现象为主的探究式教学并利用电化教具多媒体的教学手段来辅助教学,以便突破教学难点。
【课前准备】教师教学准备①上课所用的教学课件。
②实验所需的器材:水波演示仪,衍射演示相关零部件。
【教学过程】一、创设问题情境,引出探究问题教师提问:请学生回顾之前学习的波的类型,并举实例学生回答:横波-水波,纵波-声波教师提问:请学生阐述生活经验,当教室门打开时,一人在教室里远离门口的位置说话,门外的人能否听见?学生回答:能教师提问:之前我们研究了横波与纵波的传播方式,它们通常都沿直线传播,那么刚刚的情况中,声波是沿直线传播的吗?学生回答:不是?教师提问:那么声波转弯了,它绕过障碍了。
波的干涉与衍射教案
波的干涉与衍射教案一、教学目标1.知识与能力目标:(1)了解波的干涉与衍射的概念;(2)掌握干涉和衍射的条件;(3)了解干涉与衍射现象的应用。
2.过程与方法目标:(1)通过实例解释干涉与衍射现象;(2)运用实验和观察方法,研究干涉和衍射现象;(3)培养学生动手实验和观察的能力。
3.情感目标:(1)培养学生的观察和实验的兴趣;(2)引导学生对波的干涉与衍射现象的好奇心和求知欲。
二、教学重点与难点1.教学重点:(1)波的干涉与衍射的概念与条件;(2)干涉与衍射现象的实际应用。
2.教学难点:(1)干涉与衍射现象的实验方法和观察问题;(2)干涉与衍射现象的应用。
三、教学过程1.教师引入(1)运用教学实例和问题引导学生:-你们是否曾经注意到曲面水波的形状?-你们是否曾经看到光线照射到细缝后产生的彩虹效果?通过这些问题引导学生思考,进入本课的学习主题。
(2)教师简要介绍本课的学习目标。
2.学习与探究(1)学生小组合作:学生分小组,自由讨论并回答以下问题:-什么是波的干涉现象,有哪些条件?-什么是波的衍射现象,有哪些条件?-举例说明干涉与衍射现象的实际应用。
(2)小组展示:各小组派一名代表汇报小组讨论的结果,并进行整体讨论,教师解答存在的问题。
3.实验操作(1)波的干涉实验:-实验仪器:波源、屏幕、细缝、测量器具等;-实验步骤:1.将波源和屏幕固定在恰当位置。
2.用细缝光源照射屏幕,观察干涉现象。
3.调整细缝的宽度和距离,观察干涉带的变化。
-实验记录:学生记录实验步骤和观察结果,并进行分析和总结。
(2)波的衍射实验:-实验仪器:波源、屏幕、细缝、测量器具等;-实验步骤:1.将波源和屏幕固定在恰当位置。
2.用细缝光源照射屏幕,观察衍射现象。
3.调整细缝的宽度和距离,观察衍射图样的变化。
-实验记录:学生记录实验步骤和观察结果,并进行分析和总结。
4.结果分析(1)学生讨论干涉与衍射实验的结果,并分析其原因。
(2)教师对学生的结果进行指导和总结。
高中物理精品教案:波的衍射和干涉 教学设计
波的衍射和干涉教材分析本节课是高中物理选修的内容,高考的要求不高,因为问题比较抽象,不易理解,考点不多。
波的干涉和波的衍射是波动所特有的现象,但是对于干涉和衍射现象的学习能加深对波动本质的认识。
对本节课的学习也为后面光的本性的学习打下基础。
设计思路:本堂课的重点是明显衍射现象的条件和干涉现象的解释,难点是干涉现象形成的原理。
让干涉图样的解释清晰明了衍射现象主要是对学生平时没有观察和总结过这一现象,因此让衍射实验现象直观可见,是本堂课的实验设计突破了这一难题,然后再采用“发现问题—猜想—实验—总结”的探究模式,学生随着观察水波通过狭缝的衍射现象的步步深入,自然而然得出衍射的概念和明显衍射的条件。
学生画不同缝宽的衍射图样的环节,更能加深学生对衍射的认识。
干涉现象的解释是本堂课最大的难点。
源于以下几点:1.干涉图样是平面波在空间的多处叠加,而波的叠加原理是两列一维波的叠加,要学生从一维的叠加认识迁移到平面上的叠加,跨度大;2.干涉图样的示意图中的线条不仅多而且密集,学生一看到就已经产生极度的恐惧心理,要再以此来分析干涉现象难免事倍功半;3.传统实验装置的干涉图样其实很难明显观察到干涉的减弱区与加强区,以至于学生对真实干涉图样产生怀疑,教师一味强调难免无趣;4.干涉示意图中的点是分立的,学生很难把这些点能够有序联系起来与真实干涉图样中的振动加强区与振动减弱区相对应。
本堂课在教学中,1.在波的叠加原理中通过两列连续传递的波的叠加就已经开始铺垫振动加强点和振动减弱点的概念,建立一维到空间的联系。
2.学生先根据水波的传播画面,转变到用flash模拟的示意图,自然会想到对交点进行研究,猜测干涉图样,对于干涉有个预期,接着做水波的干涉图样,现实与预期相比,学生对于图样的感受就明确了。
3.学生对干涉图样的观察,反馈到示意图上的振动减弱点的连线,得出减弱区的概念,顺带自然推演到加强区的连线,对干涉图样的理解有层次性,步步深入。
《波的衍射和干涉》 说课稿
《波的衍射和干涉》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“波的衍射和干涉”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“波的衍射和干涉”是高中物理选修3-4 机械波这一章节的重要内容。
它是在学生已经学习了波的形成和传播、波的图象等知识的基础上,进一步研究波的特性。
这部分内容不仅是对前面知识的深化和拓展,也为后续学习光的波动性等内容奠定了基础。
教材首先通过生活中的实例引入波的衍射现象,让学生有一个直观的感受。
然后通过实验和理论分析,阐述了波的衍射条件和特点。
在波的干涉部分,教材重点讲解了干涉现象产生的条件、干涉图样的特点以及干涉条纹间距与波长等物理量的关系。
通过这部分内容的学习,有助于培养学生的观察能力、逻辑思维能力和科学探究精神。
二、学情分析学生在之前的学习中已经对机械波有了一定的认识,但对于波的衍射和干涉这两个较为抽象的概念,理解起来可能会有一定的困难。
此外,学生在实验设计和数据分析方面的能力还有待提高。
因此,在教学过程中,要注重引导学生观察实验现象,通过类比、推理等方法帮助学生理解抽象的概念,同时要加强对学生实验能力的培养。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解波的衍射现象和衍射条件。
(2)掌握波的干涉现象产生的条件和干涉图样的特点。
(3)会运用波的干涉原理分析和解决相关问题。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
(2)经历探究波的衍射和干涉规律的过程,培养学生的科学探究能力和创新思维。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)波的衍射条件和衍射现象的特点。
(2)波的干涉现象产生的条件和干涉图样的特点。
2、教学难点(1)对波的衍射现象的理解和分析。
《波的衍射和干涉》名师教案2
选修3-4 第12章第4节波的衍射和干涉教学设计广西钦州市第二中学江莹一、教学目标1. 知识与技能目标(1)知道什么是波的独立性、叠加原理。
(2)知道什么是波的干涉现象,干涉图样。
(3)知道形成稳定干涉图样的条件。
(4)知道形成干涉图样中振动加强与减弱点的位置规律。
2. 过程与方法目标(1)通过绳波与水波传播的实验与模拟动画,讲解波传播的独立性和波叠加原理。
(2)通过水波演示实验的现象,并分析现象得到有关波干涉的相关知识。
(3)通过合作探究找到干涉图样中振动加强与减弱点的位置规律。
3. 情感、态度与价值观目标观察分析模拟实验、水波演示实验等情景,使学生认识到波的特点,也认识到知识的客观性和真理性,不能主观臆断。
通过全班合作探究活动,增强学生的合作精神与探究意识。
二、学情分析学生之前已经学习了机械波的前3节知识,理解了波传播与质点振动的关系,知道波长、波速、频率等物理量的概念,为本节奠定基础。
本节知识比较抽象,需要较强的空间思维能力与观察能力,本班学生为普通班学生,抽象、空间思维能力较差,观察概括能力需要提高,所以需要通过演示实验使他们获得感性认识,结合实验录像慢镜头演示,配合多媒体动画模拟分析将其中的物理情景充分演示,在具备丰富的感性认识后,再通过全班的合作探究找出抽象的规律,从而解决重点难点教学。
三、重点难点重点:波干涉现象、干涉图样的认识。
难点:波的叠加原理、干涉图样的形成规律。
四、教学过程1 第一学时波的干涉活动1【导入】思考与猜想提问:在机械运动中,当相向运动的两小球发生碰撞后会发生什么现象?学生思考后回答:可能反弹、停止、向一个方向运动。
猜想:波动是一种非常特殊的运动形式,如果在同一介质中有两列机械波相遇会发生什么现象呢?会像两小球那样碰撞后改变了原有的运动状态吗?活动2【导入】演示实验1请学生到讲台上在水槽上制造出两列水波,让全班同学观察水波相遇的情景。
活动3【讲授】一、波传播的独立性原理播放水塘里的两列水波相遇的录像,结合刚才的实验提问:两列水波相遇,它们相遇后的传播状态怎样?形状是否改变。
《波的干涉和衍射》教学设计
人教版高中物理现行教材第二册第十八章第一节《波的干涉和衍射》教学设计【设计思想】新课程强调高中物理应促进学生自主学习,而高二学生的学习自觉性增强,初步具备一定的独立学习能力和思考能力,结合本课内容特点,本节教学设计的主导思想是采用以教师启发引导为主的探究式教学,其中在探究干涉和衍射时采用不同的操作程序,旨在引导学生体会科学探究的思想和知道科学探究方法的多样性。
【教材分析】本节由光的干涉和衍射两个部分组成,是对波的特性的一个总体介绍,也是进一步研究光的干涉和衍射的基础。
由于光的干涉和衍射现象在生活中并不常见,因此教材从学生熟悉的水波入手来研究波的干涉和衍射。
在对波的特性有一个总体认识的基础上再进一步研究光的本性,学生就比较容易接受。
【学情分析】学习本节的是高二的学生,此时的他们从形象思维为主的经验水平向以抽象思维为主的理论型水平的转变已初步完成,学习方式有所转变,接受知识的能力加强,逻辑思维推理能力已逐渐成熟,但学生缺乏对波的干涉和衍射必要的感性认识,要想学好,需要较高的抽象逻辑思维能力和空间想象能力,这对大部分学生来说具有相当的难度。
因此在教学中应充分发挥多媒体辅助教学的作用。
【教学目标】1.知识与技能①知道波的干涉和产生干涉的条件;②知道波的干涉是特殊情况下波的叠加;③知道波的衍射和明显衍射的条件;④知道一切波都能发生衍射;⑤了解生活中波的干涉和衍射的应用。
2.过程与方法①通过观察水波干涉的实验,使学生了解如何获取相干波和知道波的干涉现象及干涉条件;②通过观察水波衍射现象和观察不同缝宽波的衍射让学生知道波的衍射现象及明显衍射的条件。
2.情感态度与价值观①通过提问—猜想—实验—总结来培养同学们科学探究的方法和精神;②通过生活中干涉和衍射应用实例的学习来培养同学们把科技应用于社会发展的理念。
【重点和难点】重点:波的干涉和衍射的概念;干涉的条件及产生明显衍射的条件;难点:波的干涉和衍射的概念;干涉的条件及产生明显衍射的条件;【教学策略与手段】本节主要采用教师启发引导为主的探究式教学,但考虑到波的干涉和衍射实验现象不如课件模拟明显直观,因此借助电化教具做媒体的教学手段来辅助教学,以便突破教学难点。
【教学课件】《波的衍射和干涉》(人教版)
第十二章 · 机械波
第四节 波的衍射和干涉
人民教育出版社 高二|选修3-4
第四节 波的衍射和干涉
人民教育出版社 高二|选修3-4
一、说教材
主要内容
(一)说教材的地位和作用 (二)说教学目标
(三)说教学重点和难点
二、说教法
三、说学法
四、说教学程序设计
(一)主要设计思想 (二)新课引入 (三)新课教学
人民教育出版社 高二|选修3-4
2.关于波的衍射下列说法中正确的是( AEF ) A.在衍射现象中,波不是沿直线传播的 B.水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象 C.横波能发生衍射,而纵波不能发生衍射 D.不能发生明显衍射的,必定不是波 E.衍射是一切波的特性 F.波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象
主要设计思想
遵照教材的编写意图,按“观察现象,归纳特征,而后得出结论”的 大顺序进行教学。观察中注意引导,分析中注意启发。
生活实例
导入新课
人民教育出版社 高二|选修3-4
1、为什么隔着墙说话,墙那边的人也能听 见?
2、在水塘里,微风激起的水波遇到突出水面的小石 子、芦苇,会绕过他们继续传播,好象他们并不 存在。
律,及波的图像的知识。因此,本节从观察波的衍射和干涉现象出发,去掌握 波的干涉和衍射形成原理,使学生能顺利地理解波的衍射和干涉。教学过程通 过课件模拟物理过程的方法进行重点难点突破,使学生获得较直观的信息,充分 调动学生的主观能动作用,以激发学生研究物理问题的浓厚兴趣。
人民教育出版社 高二|选修3-4
(1)相遇时,位移是两列波分别产生的位移 的矢量和
(2)相遇后,各列波独立传播。
人民教育出版社 高二|选修3-4
《波的衍射和干涉》教学设计
《波的衍射和干涉》教学设计《波的衍射和干涉》教学设计1一、预习目标通过预习并且联系生活中的一些实例,达到简单的了解一下波的叠加和干涉,达到感性认识的地步。
二、预习内容1.在介质中常常有几列波同时传播,例如把两块石子在不同的地方投入池塘的水里,就有两列波在水面上传播.两列波相遇时,会不会像两个小球相碰时那样,都能改变原来的运动状态呢?2.预习完毕后,用自己的语言描述一下波的叠加这现象。
3.什么叫做波的干涉,两列波发生干涉的条件是什么啊?4.用自己的话说一说波的叠加和波的干涉的关系。
三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标(1).知道波的叠加原理.(2).知道什么是波的干涉现象和干涉图样.(3).知道干涉现象也是波特有的现象.二、学习过程1、波的叠加【演示】在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下,就分别有两个凸起状态1和2在绳上相向传播.(参见课本图10-28)我们可以看到,两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形都跟相遇前一样,也就是说,相遇后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响.仔细观察两列相遇的水波,也可以看到两列水波相遇后,彼此穿过,仍然保持各自的运动状态继续传播,就像没有跟另一列水波相遇一样.(1).位移特点当两个波源产生的两列波在同一介质中传播时,介质中的每个质点都要同时参与两个分运动,在任一时刻,第一列波使某个质点a振动所产生的位移是x1,第二列波同时使质点a振动所产生的位移是x2,则质点a的位移就是这两列波分别产生的位移的矢量和.如果位移x1,x2的方向相同,则质点a的振动位移的大小为X= 方向与。
如图10-18所示.如果位移x1,x2方向相反,则质点a的振动位移的大小为X= ;方向。
(2).波的独立性特点n列波在同一介质中传播,在介质中某一点(或某一区域)相遇时,每一列波都能够;好像没有遇到另一列波一样,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波所产生的振动,每个质点仍然是在各自的平衡位置附近做简谐振动.质点振动的位移。
人教版高中物理教案-波的衍射和波的干涉
波的衍射和波的干涉一、教學目標1.在物理知識方面的要求:(1)知道什麼是波的衍射現象和發生明顯衍射現象的條件。
(2)知道波的干涉現象是特殊條件下的疊加現象;知道兩列頻率相同的波才能發生干涉現象;知道衍射現象的特點。
(3)知道衍射和干涉現象是波動特有的現象。
2.通過觀察水波的衍射現象,認識衍射現象的特徵。
通過觀察波的獨立前進,波的疊加和水波的干涉現象,認識波的干涉條件及干涉現象的特徵。
二、重點、難點分析1.重點是波的衍射、波的疊加及發生波的干涉的條件。
2.難點是對穩定的波的干涉圖樣的理解。
三、教具水槽演示儀,長條橡膠管,投影儀。
四、主要教學過程(一)引入新課我們向平靜的湖面上投入一個小石子,可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋,並向周圍傳播。
當波紋遇到障礙物後會怎樣?如果同時投入兩個小石子,形成了兩列波,當它們相遇在一起時又會怎樣?本節課就要通過對現象的觀察,對以上現象進行初步解釋。
(二)教學過程設計主要思想是:遵照教材的編寫意圖,按“觀察現象,歸納特徵,而後得出結論”的大順序進行教學。
觀察中注意引導,分析中注意啟發。
1.波的衍射(1)波的衍射現象首先觀察水槽中水波的傳播:圓形的水波向外擴散,越來越大。
然後,在水槽中放入一個不大的障礙屏,觀察水波繞過障礙屏傳播的情況。
由此給出波的衍射定義。
波繞過障礙物的現象,叫做波的衍射。
再引導學生觀察:在水槽中放入一個有孔的障礙屏,水波通過孔後也會發生衍射現象。
看教材中的插圖,解釋“繞過障礙物”的含義。
(2)發生明顯波的衍射的條件在前面觀察的基礎上,引導學生進行下面的觀察:①在不改變波源的條件下,將障礙屏的孔由較大逐漸變小。
可以看到波的衍射現象越來越明顯。
由此得出結論:障礙物越小,衍射現象越明顯。
②可能的話,在不改變障礙孔的條件下,使水波的波長逐漸變大或逐漸變小。
可以看到,當波長越小時,波的衍射現象越明顯。
由此指出:當障礙物的大小與波長相差不多時,波的衍射現象較明顯。
波的干涉和衍射教学设计
12.4波的衍射和干涉教学设计●教学目标一、知识目标1.知道的衍射和波的叠加原理.2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样.3.知道干涉现象也是波特有的现象.二、能力目标培养学生的空间想象能力.三、德育目标通过波的叠加原理,使学生认识到事物之间的普遍联系.●教学重点波的叠加原理和波的干涉现象.●教学难点波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别.●教学方法实验法、电教法、训练法.●教学用具实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪.●课时安排1课时●教学过程[投影]本节课的学习目标:1.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律.2.知道波的干涉现象,知道干涉是波的特性之一.3.理解波的干涉原理.4.知道产生稳定干涉现象的条件.●学习目标完成过程一、引入[投影复习思考题]1.什么叫波的衍射?2.产生明显的衍射的条件是什么?学生答波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射.只有缝、孔的宽度和障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能产生明显的衍射现象.教师:波的衍射研究的是一个波源发出波的情况,那么两列或两列以上的波在同一介质中传播,又会发生什么情况呢?二、新课教学(一)波的叠加原理[设问]把两块石子在不同的地方投入池塘的水中,就有两列波在水面上传播,两列波相遇时,会不会像两个小球相碰时那样,都改变原来的运动状态呢?[演示]取一根长绳,两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下,学生观察现象.[学生叙述现象]现象一:抖动一下后,看到有两个凸起状态在绳上相向传播.现象二:两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形跟相遇前一样.[教师总结]两列波相遇后,每列波都像相遇前一样,保持各自原来的波形,继续向前传播,这是波的独立传播特性.[多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形][教师]刚才,通过实验,我们知道了两列波在相遇前后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响,那么在两列波相遇的区域里情况又如何呢?[多媒体模拟绳波相遇区的情况][教师总结]在两列波重叠的区域里,任何一个质点同时参与两个振动,其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.当两列波在同一直线上振动时,这两种位移的矢量和简化为代数和,这叫做波的叠加原理.[强化训练]两列振动方向相同和振动方向相反的波叠加,振幅如何变化?振动加强还是减弱?学生讨论后得到:两列振动方向相同的波叠加,振动加强,振幅增大.两列振动方向相反的波叠加,振动减弱,振幅减小.(二)波的干涉[实物投影演示]把两根金属丝固定在同一个振动片上,当振动片振动时,两根金属丝周期性地触动水面,形成两个波源,观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象.[教师说明]由于这两列波是由同一个振动片引起的,所以这两个波源的振动频率和振动步调相同.[学生叙述现象]在振动的水面上,出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域,这两种区域在水面上的位置是固定的,而且相互隔开.[用多媒体展示课本水波的干涉图样及波的干涉的示意图][教师]为什么会出现这种现象呢?结合课本图10~30进行分析:对于图中的a点:设波源S1、S2在质点a引起的振幅分别为A1和A2,以图中a点波峰与波峰相遇时刻计时波源S1、S2引起a 质点的振动图象如下图甲、乙所示,当两列波重叠时,质点A同时参与两个振动,合振动图象如图丙所示:从图中可看出:对于a点,在t=0时是两列波的波峰和波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷和波谷相遇,也就是说:在a点,两列波引起的振幅都等于两列波的振幅之和,即a点始终是振动加强点.说明的几个问题:1.从波源S1、S2发出的两列波传到振动加强的点a振动步调是一致的,引起质点a的振动方向是一致的,振幅为A=A1+A2.2.振动加强的质点a并不是始终处于波峰或波谷,它仍然在平衡位置附近振动,只是振幅最大,等于两列波的振幅之和.那么,振动减弱的点又是如何形成的呢?以波源S1、S2分别将波峰、波谷传给减弱点(例如b点)时刻开始计时,波源S1、S2分别引起质点b振动的图象如图甲、乙所示,当两列波重叠后,质点b同时参与两个振动,合振动图象如图丙所示.在b点是两列波的波峰和波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷和波峰相遇,在这一点两列波引起的合振动始终是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差.说明的几个问题:1.从波源S1、S2发出的两列波传到b点时引起b点的振动方向相反,振幅为A=|A1-A2|.2.振动减弱的质点b并不是一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差.[学生阅读课文相关内容][强化训练]1.如图所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是下图中的哪个?2.如图所示是两列波发生干涉的图样,图中a、b、c、d、e各点的振动情况如何?参考答案1.当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时,根据波的叠加原理,在前半个波(或后半个波)重叠的区域里所有的质点振动的合位移为零,而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变,所以选项B 正确.当两列波完全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有的质点,振动的位移加倍,所以选项C也是正确的.所以本题应选B、C2.解:a是振动减弱点;b、c是振动加强点,d处在振动加强区上,因此也是振动加强点,只好在此时刻它恰好处在平衡位置上;e点既不在振动加强区上,也不在振动减弱区上,因此它的振幅既不是最大,也不是零.(三)产生波的干涉的条件[对比投影演示实验]实验一:在投影仪上放一个发波水槽,用同一振动片带动两个振针振动,观察产生的现象.实验二:在投影仪上放一个发波水槽,用二个振针分别激起两列水波,观察发生的现象.[学生叙述现象]现象一:看到了稳定的干涉图样(实验一)现象二:实验二中,得到的干涉图样是不稳定的.[教师总结]如果互相叠加的两列波波源频率相同,振动情况相同,则产生稳定的干涉现象.说明:1.干涉现象中那些总是振动加强的点或振动减弱的点是建立在两个波源产生的频率相同的前提条件下.2.如果两列频率不同的波相叠加,得到的图样是不稳定的;而波的干涉是指波叠加中的一个特例,即产生稳定的叠加图样.3.如果两列波频率相同,但振幅相差很大将不会有明显的干涉现象,因为振动加强区和振动减弱区都在振动,振幅差别不大.[强化训练]关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是A.任意两列波都能产生稳定干涉现象B.发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同C.在振动减弱的区域,各质点都处于波谷D.在振动加强的区域,有时质点的位移等于零参考答案两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的,不是任意两列波都能产生稳定干涉现象的,两列波叠加产生稳定干涉现象的一个必要条件是两列波的频率相同,所以选项A是错误的而选项B是正确的;在振动减弱的区域里,只是两列波引起质点的振动始终是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,质点振动的振幅就等于零,也不可能各质点都处于波谷,所以选项C 是错误的.在振动加强的区域里,两列波引起质点的振动始终是加强的,质点振动的最激烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和,但这些点始终是振动着的,因而有时质点的位移等于零,所以选项D 是正确的.所以本题应选B 、 D. [题后总结]1.不论是振动加强点还是振动减弱点,位移仍随时间做周期性变化.2.一切波都能够产生干涉和衍射现象;反之能够发生干涉和衍射现象的必定是波. 三、小结 [投影出示小结思考题]1.什么是波的独立性?2.什么是波的叠加原理?3.什么是波的干涉?4.产生稳定干涉的条件是什么? 四、作业1.课本P 18第3题2.课本 P 18的做一做:观察声音的干涉现象. 五、板书设计 1.频率相同的两列波叠加,使某些区域内的振动加强,某些区域内的振动 减弱,且振动加强和减弱的区域互相间隔,这种现象叫做波的干涉. 2.产生稳定干涉的条件:两列波的频率相同.3.①确定干涉时,加强区域和减弱区域的位置是确定的,即加强点(域)始终加 强,减弱点(域)始终减弱. ②不论是增强区还是减弱区,各质点都做与波源相同的振动,各质点的位 移是周期性变化的波的衍射和干涉。
波动波的干涉与衍射实验教学案例分析
波动波的干涉与衍射实验教学案例分析波动现象在物理学中占据重要地位,而干涉与衍射是波动的特有现象。
在教学中,通过实际的实验案例来展示波动的干涉与衍射现象,可以帮助学生更好地理解这一概念,并培养他们的实验设计与数据处理能力。
本文将通过分析一项波动波的干涉与衍射实验教学案例,探讨其教学目标、实验步骤和教学效果,以及相应的教学手段和评价方法。
教学目标:1.理解波动的基本概念,包括波的传播、波源、波长、频率等。
2.了解干涉与衍射的定义与区别,能够分析干涉与衍射现象的形成原因。
3.培养学生实验设计与数据处理能力,包括实验步骤的规划、数据的采集与分析、实验结果的处理与解释。
4.激发学生对物理学的兴趣,培养其科学探究精神。
实验步骤:1.准备实验装置:取一块长而细的平行四边形棱镜,设置在光源的前方;在平行四边形棱镜后方放置两个狭缝,使其对准光源的光线。
2.调整实验装置:通过调整狭缝的宽度和距离,使得通过棱镜后方的光线能够产生干涉与衍射现象。
3.观察干涉与衍射现象:将观察屏幕设置在棱镜后方,记录干涉与衍射图案的变化。
教学效果:学生通过实验观察到了干涉与衍射现象,对波动现象有了直观的认识。
他们了解了干涉与衍射的区别,并掌握了实验设计和数据处理的基本技能。
通过观察干涉与衍射图案的变化,学生对波动的传播特性和波的性质有了更深入的理解。
同时,这个实验案例也激发了学生对物理学的兴趣,促使他们进一步深入学习和探索。
教学手段:1.现场实验:通过真实的实验场景,让学生亲自参与实验操作和观察结果,提高他们的实际操作能力和实验数据的分析能力。
2.图示讲解:通过幻灯片或者投影仪展示实验装置和观察结果的图片,引导学生观察和分析,并帮助他们建立起干涉与衍射现象的概念。
3.小组讨论:鼓励学生在小组内讨论实验结果,并就干涉与衍射现象的成因进行思考和交流,激发他们的自主学习和思维能力。
评价方法:1.实验报告:要求学生撰写实验报告,包括实验目的、实验装置的搭建、实验步骤和观察结果的记录,并对实验现象进行分析和解释。
《波的干涉和衍射》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第一册(新课标)】
3 波的干涉和衍射教学目标1.了解波的叠加原理,了解波的叠加过程中质点的合位移。
2.掌握波的干涉现象及产生的条件3.通过实验,认识波的干涉现象和干涉图样4.知道干涉现象是波特有的现象,了解波发生稳定干涉的条件。
5.认识波的衍射现象并知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件教学重难点教学重点1.波的叠加原理的认识。
2.两列波发生干涉的条件,加强区域和减弱区域的认识。
3.产生明显衍射现象的条件。
教学难点1.对干涉现象中振动加强区域和减弱区域中各质点振动的特点的认识。
2.加强点和减弱点的判断。
3.波的衍射与波沿直线传播的区别。
教学准备长绳,水波干涉仪,多媒体课件教学过程新课引入教师设问:在平静的水面上,下落的雨滴激起层层涟漪,形成了复杂而美丽的图案。
这种图案是怎样产生的呢?图3-27 水波相遇讲授新课一、波的叠加原理为了便于分析,我们先做一个实验。
迷你实验室:波的叠加的演示如图3-28所示,两位同学分别握着长绳的一端上下抖动,使长绳产生两列相向传播的波。
仔细观察两列波相遇时和相遇后的运动由实验可看出,两列波相遇时,波形会发生;相遇后,这两列波又保持原来各自的形态继续传播(图3-29)1.波传播的独立性:几列波相遇之后,仍然保持它们各自原有的特征(频率、波长、振幅、振动方向等)不变并继续传播,就像没有与其他波遇到过一样.2.波的叠加原理:在相遇的区域里,介质的质点同时参与相遇的波列的振动,质点的位移等于相遇波列单独存在时在该处引起的位移的矢量和。
二、波的干涉现象下面我们通过实验来认识一种特殊的波的叠加现象——波的干涉实验与探究:水波的干涉现象图3-30是一个水波槽,在振动棒上固定两个小球,让小球刚刚接触到水波槽内的水面。
当振动棒带动两个小球振动时,会产生振动方向、振动频率都相同的两列水波。
观察这两列波叠加时的现象。
由上面实验可得到如图3-31所示波的叠加图3-30 水波干涉实验示意图图3-28 水波干涉实验示意图图3-30 水波干涉实验示意图图样;振动的水面上,出现了一条条从两个波源中间扩散开的相对平静的区域和振动剧烈的区域,这两种区域相互间隔,并且出现的位置是固定的。
波的干涉和衍射教案
【课题】§2.5 波的干涉和衍射【教学目标】一、知识与技能:1、知道波的干涉和衍射现象2、理解波的独立传播原理和叠加原理3、理解波产生稳定干涉现象的条件4、理解波产生明显衍射现象的条件二、过程和方法:通过对频率相同的两列波的相遇现象的观察,以及对频率不同的两列波的相遇现象的观察,并且对比,知道如何从现象中归纳波产生稳定干涉现象的条件。
通过观察在波源前放置不同大小的,不同形状的障碍物所产生的现象,并作对比,知道如何从现象中归纳产生明显衍射现象的条件。
三、情感、态度与价值观:让学生观察实验现象,并从中归纳出结论的过程,激发学生关心周围事物的兴趣。
【学情分析】这部分知识对学生来讲属于全新的,但由于新课标对这部分知识的要求只是定性的学习,所以如果老师能够做好演示实验,那么学生接受这部分知识并不困难。
学生在我们的生活中已经观察过干涉和衍射现象,很有必要引导学生去发现和再认识已经观察过的有关现象,这对培养学生学习物理的兴趣也很有意义。
【教学思路】以实验演示为突破口,引导学生认识新物理现象,归纳干涉、衍射的规律;然后依据波的叠加原理对所发生的现象作出解释;对易混淆的概念,通过对比分析予以澄清。
【教学重点、难点】重点:波的叠加、波的干涉、衍射及发生波的干涉、衍射的条件。
难点:波的独立传播原理和波的叠加原理、对干涉后加强与减弱的正确理解。
【教学方法、学习方法】1教法:实验观察法、点拨式讲授。
2学法:观察、思考、归纳总结。
【教学流程】【教学过程及知识要点】(一)波的叠加原理1. 观察分析实验现象及生活现象:绳上波的叠加、水波叠加2. 归纳总结规律:几列波在介质中相遇时能保持各自的特性(频率、波长、振动方向等)继续传播互不影响。
这就是波的独立传播原理。
在相遇区域里,任一质点的位移是各列波单独存在时在该点所引起的位移的矢量和。
这就是波的叠加原理。
(二)研究波的干涉1. 实验观察:注意观察频率相同的两列波的叠加情况,注意老师是引导提示,概括现象结论。
《波的衍射和干涉》教学设计
高中新课程物理教学设计与案例【教学课题】《波的衍射和干涉》【教材分析】衍射和干涉是波特有的现象,也是学生后面学习光的衍射和干涉的基础,学生往往感到内容抽象、复杂,不容易掌握,本节课按照先观察现象,归纳特征而后得出结论的步骤进行教学,对于波的衍射,关键在于实验的演示、观察和对实验现象的分析。
为了有助于对实验现象的分析研究,在做实验同时利用多媒体课件进行模拟,可以使学生对衍射留下明晰的印象。
在波的干涉学习中,其中波的相干条件是学习的难点。
高中阶段对干涉现象不需要从理论上进行解释,只从实验的角度加强感知。
【学情分析】学生对于波的直线传播有较深的理解,在初中已有初步的认识,但对波的衍射和干涉现象认识不够,如知道闻其声不见其人,但不知道原因,难以理解波可以绕过障碍物或孔继续传播;对于干涉现象及形成的图样特点不知道怎么描述,本节课比较好的方法就是用多媒体课件模拟这一过程,这样动静结合,学生就可以解除思维障碍与困惑,理解物理过程,进而能够举一反三。
【教学目标】知识与技能1.知道什么是波的衍射现象,理解发生明显衍射的条件.2.知道衍射是波特有的现象.3.掌握两波叠加的位移规律.4.理解波的干涉现象及产生干涉的条件.5.知道波的干涉是波特有的现象.过程与方法1.通过实验分析、理解波发生明显衍射的条件.2.通过水槽中水波的干涉实验认识波的干涉图样,加深理解波的干涉条件.情感态度与价值观了解波的衍射和干涉在生活中的应用,感受物理与生活之间的联系.【教学重点】1.波的衍射现象和波的干涉现象.2. 波的叠加.【教学难点】1.发生明显衍射现象的条件.2.波的干涉现象产生的条件.【教学方法】实验演示、讨论答疑、归纳法.【教学器材】水槽、长绳、多媒体、投影仪.【课时安排】2课时【教学过程设计思想】【教学过程】一、创设情景、引入新课1.多媒体展示“闻其声而不见其人”,“隔墙有耳”的现象2.提出问题:声波可以绕过障碍物继续传播吗?结论:声波可以绕过障碍物继续传播,说明声波在障碍物或孔的后面没有沿直线传播。
《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案
《波的干预和衍射》高中物理优秀教案《波的干预和衍射》高中物理优秀教案三维教学目的1、知识与技能〔1〕知道波的叠加原理,知道什么是波的干预条件、干预现象和干预图样;〔1〕知道什么是波的衍射现象,知道波发生明显衍射现象的条件;〔2〕知道干预现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。
2、过程与方法:3、情感、态度与价值观:教学重点:波的叠加原理、波的干预条件、干预现象和干预图样、波发生明显衍射现象的条件。
教学难点:波的干预图样教学方法:实验演示教学教具:长绳、发波水槽〔电动双振子〕、音叉〔一〕引入新课大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象,这是什么原因呢?通过这节课的学习,我们就会知道,原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象,这就是波的衍射。
〔二〕进展新课波在向前传播遇到障碍物时,会发生波线弯曲,偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播,这种现象就叫做波的衍射。
1. 波的衍射〔1〕波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。
哪些现象是波的衍射现象?〔在水塘里,微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物,会绕过它们继续传播。
〕实验:下面我们用水波槽和小挡板来做,请大家认真观察。
现象:水波绕过小挡板继续传播。
将小挡板换成长挡板,重新做实验:现象:水波不能绕到长挡板的背后传播。
这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。
〔2〕衍射现象的条件演示:在水波槽里放两快小挡板,当中留一狭缝,观察波发出的水波通过窄缝后怎样传播。
第一、保持水波的波长不变,该变窄缝的宽度〔由窄到宽〕,观察波的传播情况有什么变化。
观察到的现象:在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下,发生明显的衍射现象。
水波绕到挡板后面继续传播。
〔参见课本图10-26甲〕在窄缝的宽度比波长大得多的情况下,波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样,在挡板后面留下了“阴影区”。
〔参见课本图10-26乙〕第二、保持窄缝的宽度不变,改变水波的波长〔由小到大〕,将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
3.3波的干涉和衍射
[跟进训练] 2.某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的 现象,如下图所示,下列说法正确的是( )
A.水波通过狭缝后波长变短 B.这是水波的衍射现象,有些波不能发生衍射现象 C.此现象可以说明,波长一定,缝越窄衍射现象越明显 D.此现象可以说明,缝宽一定,波长越长衍射现象越明显
C [波衍射后不影响波的特性,即波长和频率不变,A 错误;波 的衍射是波特有的性质,故所有波都会发生衍射现象,B 错误;从图 中可知第 1 幅图衍射现象比较明显,所以波长一定,缝越窄衍射现象 越明显,由于题中给出的是波长一定的情况,无法得出缝宽一定时衍 射情况,故 C 正确,D 错误。]
波的干涉和衍射
学习目标:1.[物理观念]了解波的叠加原理、掌握波的干涉现象 及产生的条件。 2.[科学思维]知道波的衍射现象和发生明显衍射的 条件。
自主 预习 探新 知
一、波的叠加原理 两列波相遇时,波形会发生变化;相遇后,这两列波又保持原来
各自的 形态 继续传播。大量研究表明,几列波在介质中传播,相遇 后仍能保持各自原有的运动特征(波长、频率、振幅等) 不变 并继续
1.物理观念:波的干涉、波的衍射、多普勒效应。 2.科学思维:波的叠加原理。 3.科学方法:波的干涉条件、波的明显衍射条件。
当堂 达标 固双 基
1.关于波的干涉和衍射现象,下列说法中正确的是( ) A.一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射 现象 B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象 C.只要是两列波叠加,都能产生稳定的干涉图样 D.对于发生干涉现象的两列波,它们的振幅一定相同
A.两列波在相遇区域发生干涉 B.两列波在相遇区域内发生叠加 C.此时各点的位移是:xA=0,xB=-2A,xC=2A D.A 处振动始终减弱,B、C 处振动始终加强
高三物理上册《波的干涉衍射》教案、教学设计
3.分层教学,循序渐进:根据学生的认知水平,设计不同难度的问题和练习,使学生在逐级递进的过程中掌握知识。
4.小组合作,交流共享:鼓励学生进行小组讨论,分享学习心得,培养他们的团队协作能力和表达能力。
2.学生在数学工具运用方面的能力。波的干涉和衍射问题往往涉及复杂的数学运算,学生需要具备一定的数学基础,才能更好地解决实际问题。
3.学生的学习兴趣和积极性。高三学生面临高考压力,部分学生对物理学科可能存在一定的恐惧心理,影响学习效果。
针对以上学情分析,教师在教学过程中应注重以下方面:
1.以生活实例和实验现象为主线,引导学生深入理解波的干涉和衍射的物理本质。
(四)课堂练习
1.教学内容:设计具有针对性的练习题,帮助学生巩固所学知识,提高运用知识解决问题的能力。
过程:首先,教师发放练习题,要求学生在规定时间内完成。练习题包括基本概念题、计算题和应用题等。学生在做题过程中,教师巡回指导,解答学生的疑问。练习结束后,教师对学生的答题情况进行点评,指出共性问题并进行讲解。
2.重难点:数学工具在波动问题中的应用。
设想:结合具体问题,逐步引导学生掌握数学推导过程,提高他们运用数学工具解决物理问题的能力。
3.重难点:波函数的物理意义及其在干涉和衍射现象中的应用。
设想:通过对比分析,使学生理解波函数的物理意义,并能将其应用于解决实际问题。
(二)教学设想
1.创设情境,激发兴趣:以生活实例导入,激发学生对波的干涉和衍射现象的兴趣。在教学过程中,注重联系实际,让学生感受物理学的实用价值。
(二)讲授新知
1.教学内容:讲解波的基本概念,波的干涉和衍射现象的物理本质,以及描述波的方法和公式。
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《波的衍射和干涉》教学设计
【教材分析】
衍射和干涉是波特有的现象,是学生学习光的衍射和干涉的基础,原理很抽象,本节内容须从实验的角度加强感知,避免从理论上进行讨论。
【学情分析】
首先学生经过之前的物理学习,尤其是力学的学习,已经具备了一定的观察、分析、总结的逻辑思维能力。
波的衍射和干涉在生活中非常容易被忽视,学生缺乏感性认识基础。
【教学目标】
1.知识与技能
①知道波的衍射和明显衍射的条件;
②了解波的叠加原理;
③认识波的干涉学习和干涉图样;
④知道发生明显干涉现象的必要条件;
⑤知道衍射和干涉是波特有的现象。
2.过程与方法
①通过观察水波衍射现象和观察不同缝宽波的衍射,以及水波前进方向上放置不同大小障碍的实验让学生知道波的衍射现象及明显衍射的条件;
②通过观察水波干涉的实验,使学生知道波的干涉现象和干涉条件。
3.情感态度与价值观
①通过对生活中自然的观察,培养学生热爱生活、细心观察周围实物的习惯;
②通过从自然现象到科学实验的过度,使学生发现学习物理的乐趣,激发学生学习物理的热情;
③通过提问—猜想—实验—总结来培养同学们科学探究的方法和精神。
【重点和难点】
重点:波的衍射和干涉的概念;产生明显衍射的条件及干涉的条件;
难点:波的衍射和干涉的概念;产生明显衍射的条件及干涉的条件。
【设计思想】
衍射和干涉是波特有的现象,学生学习波的传播后最早接触的现象,所以应给学生充分的直观感受,结合生活中见到的自然现象、实验演示让学生认识波的衍射和干涉。
结合本课内容特点,本节教学设计的主导思想是采用以教师启发引导为主的探究式教学。
【教学策略与手段】
本节主要采用教师启发、引导学生观察、分析、总结自然现象、实验现象为主的探究式教学并利用电化教具多媒体的教学手段来辅助教学,以便突破教学难点。
【课前准备】
教师教学准备
①上课所用的教学课件。
②实验所需的器材:水波演示仪,衍射演示相关零部件。
【教学过程】
一、创设问题情境,引出探究问题
教师提问:请学生回顾之前学习的波的类型,并举实例
学生回答:横波-水波,纵波-声波
教师提问:请学生阐述生活经验,当教室门打开时,一人在教室里远离门口的位置说话,门外的人能否听见?
学生回答:能
教师提问:之前我们研究了横波与纵波的传播方式,它们通常都沿直线传播,那么刚刚的情况中,声波是沿直线传播的吗?
学生回答:不是?
教师提问:那么声波转弯了,它绕过障碍了。
这个转弯是怎么发生的呢?声波,我们看不到,也摸不着,那么我们再想想最熟悉,最常见的水波。
水塘里的水波如果遇到石块、芦苇等障碍会怎么样呢?
视频播放:播放事先录制的水塘里水波遇到石块或芦苇的视频。
视频中水波会被大石块挡住,但是不会被芦苇挡住。
不过视觉效果可能不是非常的清晰。
进而,实验演示。
二、波的衍射与发生明显衍射的条件
演示实验:水波演示仪(学生已经观察过水波,比较熟悉了),(1)在水波前进方向上放上挡板,发现,水波被挡住,就好像水塘中水波遇到了大石块;(2)在水波前进方向上放一个工字钉,尖端朝上,或者竖直树立一根细杆,发现钉子或细杆完全不影响水波的前进和波的形态。
引导学生总结:水波可以绕过了细小障碍继续传播。
给出定义:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。
教师提问,水波绕过障碍的现象即衍射是否明显跟什么有关?
学生回答:障碍物大小,障碍物小,衍射明显。
演示实验:在水波演示仪上放两个挡板,中间留一段空隙,并将空隙逐渐减小。
学生总结:无论空隙大小都有衍射,但是空隙越小,水波衍射越明显。
演示实验:在水波演示仪上放两个挡板,中间空隙保持不变,将水波的波长由小向大调节。
学生总结:空隙不变,波长越长,衍射越明显。
教师总结:实验表明,缝、孔或者障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能观
察到明显的衍射现象。
教师提问:现在我们再来想一想门外的人听到门内的声音的情况。
门这么大的“缝”,为什么也会发生明显的衍射呢?
学生回答:细心的同学通过上一节课的学习,对声波的波长会有印象,声波的波长比较长,跟门可比。
如果学生答不出,教师引导学生回顾这一现象。
教师提问:波在遇到障碍,会衍射,绕过障碍,继续传播。
现在,假象一下这样的情况,有两个挡板,中间有一个空隙,如果我们从各个方向向这个空隙射弹珠,会怎么样?
学生回答:有的能通过,更多的被弹回来。
教师提问:能通过的弹珠会不会“绕”到挡板的后面呢?
学生回答:不会(有的会被缝隙的端点弹到,那样就会,对这种情况,教师要指出这是碰撞、反弹,不是“绕行”、衍射)。
教师总结:衍射是波特有的现象。
除了衍射外,波还有其它有趣的、特有的现象。
三、波的干涉及干涉条件
教师提问:桌球是很熟悉的一种游戏或者运动项目。
如果两颗球相撞,他们碰撞后的运动会怎样?
学生回答:改变运动方向,改变速度,动量守恒等等
教师提问:如果两列波相撞了,又会怎么样呢?无法现象,用事实说话。
视频播放:雨天,水塘中水滴激起的涟漪相遇,叠加。
学生总结:水波相遇,不影响传播,仅在相遇处振动受到影响。
教师总结:波与波相遇,会出现叠加现象。
演示实验:水波演示仪演示干涉现象
引导学生分析现象:频率相同的水波相遇,同心圆环依然存在,即波的传播不受影响,但是
在波相遇的地方,两列波的振动互相影响,波峰相遇处液面更高,而波谷相遇处液面更低,波峰与波谷相遇处振动减弱;因为频率相同、波长相同,在波峰与波峰相遇的位置,随后会出现波谷与波谷相遇,即液面最低,这样的位置振动变得更加剧烈;而波峰与波谷相遇处永远是波峰与波谷相遇,液面总是较平,振动较弱。
即有些区域两列波的振动一直彼此加强,而有些区域两列别振动一直彼此削弱。
教师总结:频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大,某些区域的振幅减小,这种现象叫做波的干涉,形成的图样叫干涉图样。
教师提问:如果两列波的频率不同,相遇时会出现干涉现象吗?
学生回答:可能会很困惑,无法回答。
也有逻辑思维好的学生会回答无法干涉。
学生讲解:这种情况下,固定位置不可能一直保持加强的叠加或者削弱叠加,图样一定时不稳定的。
(如果学生都无法描述,教师来讲解)
教师总结:要让两列波能够干涉必须满足必要条件,其中一个条件就是频率相同。
教师提问:设想如果两个波源连接在频率相同的两个振动片上,一个振动片一直保持振动,而另一个随意开合,这样能产生干涉吗?
学生回答:能不能,让学生进行论证,并予以知道。
教师总结:干涉条件1,频率相同;2,相位差保持不变。
建议学生课后亲自实验,并拍视频记录、分享!波的相遇与具体实物运动相遇不同,干涉现象也是波所特有的。
(争取找到,或者开发课件模拟不同频率的波相遇所产生的波形图,以及频率相同,但相位差变化的波相遇所产生的波形图。
)
四、课堂小结:
请学生总结波的衍射和干涉的概念,产生明显衍射的条件及干涉的条件。
教师予以适当补充。
【作业设计】
1、频率不同、相位差变化的波能否获得干涉图样实验视频拍摄;
2、课后练习题
【板书设计】
波的衍射和干涉
一、波的衍射
1、波的衍射:波绕过障碍物传播的现象。
2、明显衍射的条件:障碍物或缝的尺寸跟波长差不多,或者比波长小。
二、波的干涉
1、波的干涉:频率相同的波叠加时,空间某些区域振幅加强,另一些区域振幅减弱的现象。
2、条件:频率相同,相位差不变的波。