高二物理教案：波的干涉

1、7/7高二物理教案：波的干預(yù)【】鑒于大家對(duì)查字典物理網(wǎng)十分關(guān)注 ,小編在此為大家搜集整理了此文高二物理教案：波的干預(yù) ,供大家參考!本文題目：高二物理教案：波的干預(yù)第六節(jié) 波的干預(yù)本節(jié)教材分析：波的干預(yù)是波的一種特殊的疊加現(xiàn)象 ,所以對(duì)波的疊加現(xiàn)象的理解是認(rèn)識(shí)波的干預(yù)現(xiàn)象的根底.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(shí) ,對(duì)某一質(zhì)點(diǎn)而言 ,它每一時(shí)刻振動(dòng)的總位移 ,都等于該時(shí)刻兩列波在該質(zhì)點(diǎn)引起的位移的矢量和.在學(xué)生理解波的疊加的根底上 ,再進(jìn)一步說明在特殊情況下 ,即當(dāng)兩列波的頻率相同時(shí) ,疊加的結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的特殊圖樣 ,即某些點(diǎn)兩列波引起的振動(dòng)始終加強(qiáng) ,某些點(diǎn)兩列波引起的

2、振動(dòng)始終減弱 ,并且加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)相互間隔 ,這就是干預(yù)現(xiàn)象.由于對(duì)干預(yù)現(xiàn)象的理解 ,需要一定的空間想象力圖 ,可借助圖片、計(jì)算機(jī)模擬 ,盡可能使學(xué)生形象、直觀地理解干預(yù)現(xiàn)象.教學(xué)目標(biāo)：1.知道波的疊加原理.2.知道什么是波的干預(yù)現(xiàn)象和干預(yù)圖樣.3.知道干預(yù)現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象.教學(xué)重點(diǎn)：波的疊加原理和波的干預(yù)現(xiàn)象.教學(xué)難點(diǎn)：波的干預(yù)中加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位移和振幅的區(qū)別.教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、電教法、訓(xùn)練法.教學(xué)用具：實(shí)物投影儀、CAI課件、波的干預(yù)實(shí)驗(yàn)儀.教學(xué)過程一、引入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：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播 ,這種現(xiàn)象叫做波的衍射.只有縫、孔的寬度和

3、障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多 ,或者比波長(zhǎng)更小時(shí) ,才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象.教師：波的衍射研究的是一個(gè)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(huì)發(fā)生什么情況呢?二、新課教學(xué)(一)波的疊加原理設(shè)問把兩塊石子在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(shí) ,會(huì)不會(huì)像兩個(gè)小球相碰時(shí)那樣 ,都改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?演示取一根長(zhǎng)繩 ,兩位同學(xué)在這根水平長(zhǎng)繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下 ,學(xué)生觀察現(xiàn)象.學(xué)生表達(dá)現(xiàn)象現(xiàn)象一：抖動(dòng)一下后 ,看到有兩個(gè)凸起狀態(tài)在繩上相向傳播.現(xiàn)象二：兩列波相遇后 ,彼此穿過 ,繼續(xù)傳播 ,波的形狀和傳播的情形跟相遇前一樣.教師總結(jié)兩列波相遇

4、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 ,這是波的獨(dú)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剛 ,通過實(shí)驗(yàn) ,我們知道了兩列波在相遇前后 ,它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)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(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng) ,其振動(dòng)位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和.當(dāng)兩列波在同一直線上振動(dòng)時(shí) ,這兩種位移的矢量和簡(jiǎn)化為代數(shù)和 ,這叫做波的疊加原理.強(qiáng)化訓(xùn)練兩列振動(dòng)方向相同和振動(dòng)方向相反的波疊加 ,振幅如何變化?振動(dòng)加強(qiáng)還是減弱?學(xué)生討論后得到：兩列振動(dòng)方向相同

5、的波疊加 ,振動(dòng)加強(qiáng) ,振幅增大;兩列振動(dòng)方向相反的波疊加 ,振動(dòng)減弱 ,振幅減小.(二)波的干預(yù)實(shí)物投影演示把兩根金屬絲固定在同一個(gè)振動(dòng)片上 ,當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí) ,兩根金屬絲周期性地觸動(dòng)水面 ,形成兩個(gè)波源 ,觀察在兩列波相遇重疊的區(qū)域里出現(xiàn)的現(xiàn)象.教師說明由于這兩列波是由同一個(gè)振動(dòng)片引起的 ,所以這兩個(gè)波源的振動(dòng)頻率和振動(dòng)步調(diào)相同.學(xué)生表達(dá)現(xiàn)象在振動(dòng)的水面上 ,出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)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.兩列頻率相同的水波相遇 ,會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱相互間隔的現(xiàn)象 ,形成穩(wěn)定的干預(yù)圖樣。干預(yù);頻率相同的兩列波疊加

6、 ,使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱 ,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔 ,這種現(xiàn)象叫波的干預(yù)。在干預(yù)現(xiàn)象中形成的圖樣叫干預(yù)圖樣。由于兩列波的頻率相同 ,振動(dòng)加強(qiáng)處總是加強(qiáng) ,振動(dòng)減弱處總是減弱 ,所以出現(xiàn)了穩(wěn)定的干預(yù)圖樣。用多媒體展示課本水波的干預(yù)圖樣及波的干預(yù)的示意圖教師為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?結(jié)合課本圖10-30進(jìn)行分析：?對(duì)于圖中的a點(diǎn)：?設(shè)波源S1、S2在質(zhì)點(diǎn)a引起的振幅分別為A1和A2 ,以圖中a點(diǎn)波峰與波峰相遇時(shí)刻計(jì)時(shí) ,波源S1、S2分別引起a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖甲、乙所示 ,當(dāng)兩列波重疊后 ,質(zhì)點(diǎn)a同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng) ,合振動(dòng)圖象如圖丙所示：從圖中可看出：對(duì)于a點(diǎn) ,

7、在t=0時(shí)是兩列波的波峰和波峰相遇 ,經(jīng)過半個(gè)周期 ,就變成波谷和波谷相遇 ,也就是說：在a點(diǎn) ,兩列波引起的振幅都等于兩列波的振幅之和 ,即a點(diǎn)始終是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn).說明的幾個(gè)問題：1.從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)a振動(dòng)步調(diào)是一致的 ,引起質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向是一致的 ,振幅為A1+A2.2.振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)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(dòng) ,只是振幅最大 ,等于兩列波的振幅之和.3.振動(dòng)加強(qiáng)的條件：波峰與波峰或波谷與波谷相遇點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。加強(qiáng)點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差：r=r2-r1=k (k=0,1 ,2 ,3)那么 ,振動(dòng)減弱的點(diǎn)又是如何形成的呢?以波源S1、S

8、2分別將波峰、波谷傳給減弱點(diǎn)b時(shí)刻開始計(jì)時(shí) ,波源S1、S2分別引起質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)的圖象如圖甲、乙所示 ,當(dāng)兩列波重疊后 ,質(zhì)點(diǎn)a同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng) ,合振動(dòng)圖象如圖丙所示：在b點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇 ,經(jīng)過半個(gè)周期 ,就變成波谷和波峰相遇 ,在這一點(diǎn)兩列波引起的合振動(dòng)始終是減弱的 ,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差.?說明的幾個(gè)問題：?1.從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到b點(diǎn)時(shí)引b的振動(dòng)方向相反 ,振幅為|A1-A2|.2.振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)b并不是一定不振動(dòng) ,只是振幅最小 ,等于兩列波的振幅之差.3.振動(dòng)減弱的條件：波峰與波谷相遇點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。減弱點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差：r=r2-r1=(2

9、k+1)/2 (k=0,1 ,2 ,3)強(qiáng)化訓(xùn)練1.從一條弦線的兩端 ,各發(fā)生一如圖甲所示的橫脈沖 ,它們均沿弦線傳播 ,速度相等 ,傳播方向相反 ,在它們傳播的過程中 ,可能出現(xiàn)的脈沖波形是圖乙中的(ABD)2.如上圖中s1和s2是兩個(gè)相干波源,以s1和s2為圓心的兩組同心圓弧分別表示在同一時(shí)刻兩列波的波峰和波谷,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,a、b、c三點(diǎn)中,振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是 ,振動(dòng)減弱的點(diǎn)是 ,再過 周期,振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是 ,振動(dòng)減弱的點(diǎn)是 .(三)產(chǎn)生波的干預(yù)的條件比照投影演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：在投影儀上放一個(gè)發(fā)波水槽 ,用同一振動(dòng)片帶動(dòng)兩個(gè)振針振動(dòng) ,觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)二：在投影儀上放一個(gè)發(fā)波

10、水槽 ,用二個(gè)振針分別激起兩列水波 ,觀察發(fā)生的現(xiàn)象.?學(xué)生表達(dá)現(xiàn)象現(xiàn)象一：看到了穩(wěn)定的干預(yù)圖樣(實(shí)驗(yàn)一)現(xiàn)象二：實(shí)驗(yàn)二中 ,得到的干預(yù)圖樣是不穩(wěn)定的.產(chǎn)生干預(yù)的條件：兩列波的頻率相同。說明：1.干預(yù)現(xiàn)象中那些總是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)或振動(dòng)減弱的點(diǎn)是建立在兩個(gè)波源產(chǎn)生的頻率相同的前提條件下.2.如果兩列頻率不同的波相疊加 ,得到的圖樣是不穩(wěn)定的;而波的干預(yù)是指波疊加中的一個(gè)特例 ,即產(chǎn)生穩(wěn)定的疊加圖樣.3.聲波的干預(yù).4.一切波都能發(fā)生干預(yù) ,干預(yù)和衍射是波特有的現(xiàn)象。強(qiáng)化訓(xùn)練關(guān)于兩列波的穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象 ,以下說法正確的選項(xiàng)是(BD)A.任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象B.發(fā)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的兩列波 ,它們

11、的頻率一定相同C.在振動(dòng)減弱的區(qū)域 ,各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷D.在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域 ,有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零兩列波疊加產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象是有條件的 ,不是任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的 ,兩列波疊加產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的一個(gè)必要條件是兩列波的頻率相同 ,所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的而選項(xiàng)B是正確的;在振動(dòng)減弱的區(qū)域里 ,只是兩列波引起質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是減弱的 ,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差 ,如果兩列波的振幅相同 ,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于零 ,也不可能各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷 ,所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的.在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域里 ,兩列波引起質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的 ,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最劇烈 ,振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和 ,但這些點(diǎn)始終是振動(dòng)著的 ,因而有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零 ,所以選項(xiàng)D是正確的.所以此題應(yīng)選B、D.強(qiáng)調(diào)：不管是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)減弱點(diǎn) ,位