波的干涉与衍射教案

波的干涉与衍射

三维目标：

知识与技能：

1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。

2．知道波的干涉现象、干涉图样及波的干涉条件。

3．知道波的衍射现象以及发生明显衍射的条件。

过程与方法:

1．分析相向传播的两列波的传播过程，尤其是相遇区域的质点的振动情况，从中得出波的叠加原理。

2．通过对波的干涉图样的分析，知道振动加强区域和振动减弱区域的特点，从而加深对干涉现象的理解。

情感态度与价值观:

通过共同分析，得出结论，培养学生科学探究能力，用科学的眼光认识世界，激发学生观察和认识周围现象的兴趣，树立良好的世界观、价值观。

教学重点:

1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。

2．波的干涉概念以及对波的干涉图样中振动加强点和减弱点的分析。

3．波的衍射现象及发生明显衍射的条件。

重点难点:

想象波的传播的动态过程，了解波的干涉情景，理解波的干涉的规律和条件。

教学方法:

演示法、讲授法

教学过程

新课教学

一．波的叠加原理：

计算机模拟实验：两列相向传播的机械波相遇。（要求学生注意观察相遇前，相遇时和相遇后波的传播情况。）

1.独立性

几列波相遇时能保持各自的特性（频率、波长、振动方向）继续传播，互不影响。

2.叠加性

在相遇区域内，介质的质点同时参与几列波引起的振动，任一质点的位移是各列波单独存在时在该质点引起位移的矢量和。

引出新问题：如果相向传播的两列波频率相同，则叠加的结果就会出现一种奇特的现象，这就是波的干涉现象。

二．波的干涉：

观看实验视频

说明：两个小球的振动快慢是相同的，即振动频率或周期是相等的，它们在水面振动时，会产生振动方向相同、频率相同的两列波。

实验现象：某些点两列波引起的振动始终加强，某些点两列波引起的振动始终减弱，并且加强点和减弱点相互间隔，并且稳定分布。这就是波的干涉现象。

波的干涉：振动频率相同，步调一致的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开，始终稳定。

产生干涉现象的条件：振动频率相同。

注意：加强区的振动始终都是加强的，但是该点上的质点振动位移并不是始终那么大；减弱区的振动始终是减弱的。

思考：

（1）发生干涉的两列波，当它们的振幅相同或振幅不同时，观察到的干涉图样有什么区别？

（2）振动加强点和减弱点的规律？ 加强点：λn r r r =-=∇21 减弱点：2)12(21λ

+=-=∇n r r r

三．波的衍射现象：

观察衍射视频

现象：波绕过障碍物，传播到障碍物的后面

衍射：波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象。

产生明显衍射现象的条件：当障碍物或狭缝的尺寸跟波长差不多时或者比波长更小时，衍射现象十分明显。

解释日常现象：

未见其人，先闻其声：一般障碍物的尺寸都比较大,波的波长越长,就越容易接近障碍物的尺寸，因此就越容易发生衍射。人耳可以听到声音的频率是20-20000Hz ，对应波长为17-0.017m ，因此声波可以很容易的绕过障碍物，使我们能听到障碍物另一侧的声音。

波的干涉、衍射现象是波所特有的现象。

课堂小结：

波的叠加：独立性 叠加性

波的干涉：概念 条件

衍射现象：概念 条件

课堂练习（略）

布置作业

（结束）