波的干涉教案設計

時間：2024-09-16 07:46:22

波的干涉教案設計

波的干涉教案設計

波的干涉教案設計

　　一、教學目標

　　 1．知道波的疊(die)加原理.?

　　2．知道什么是波的(de)干(gan)涉現象和干(gan)涉圖樣.?

　　3．知道干涉現象也是波特有的現象.?

　　二、教學重點：

　　波的疊加原理和波的干涉現象.?

　　三、教學難點：

　　波的干(gan)涉中加強(qiang)點和減弱點的位移和振幅的區(qu)別.?

　　四、教學方法：

　　實驗法、電教法、訓練法.?

　　五、教 具：實(shi)物投(tou)影儀(yi)、CAI、波的(de)干涉實(shi)驗儀(yi).?

　　六、教學過程：

　　（一）、引入

　　投影復習思考題?

　　1.什么叫波的衍射

　　2.產生明顯(xian)的(de)衍射的(de)條件是(shi)什(shen)么

　　學生答：波可(ke)以繞(rao)過障(zhang)礙物繼續傳播(bo)，這種現(xian)象(xiang)叫(jiao)做波的衍射.

　　只有縫、孔的寬(kuan)度和障礙物的尺寸跟(gen)波長相差不多(duo)，或者比波長更小時，才能產(chan)生(sheng)明顯(xian)的衍射現象.

　　波(bo)的(de)衍射研究(jiu)的(de)是一(yi)個波(bo)源發(fa)出(chu)波(bo)的(de)情況，那(nei)么兩(liang)列或(huo)兩(liang)列以上的(de)波(bo)在同一(yi)介質中傳(chuan)播，又(you)會發(fa)生什么情況呢

　　（二）、新課教學

　　1．波的疊加原理

　　［設問］把兩塊石子在(zai)不同的地方投入池塘的水(shui)中，就有(you)兩列(lie)波在(zai)水(shui)面上(shang)傳播，兩列(lie)波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，都(dou)改變原來(lai)的運動狀(zhuang)態呢

　　演示(shi)：取一根長(chang)繩，兩(liang)位同學在這(zhe)根水(shui)平長(chang)繩的(de)兩(liang)端分(fen)別向上抖動一下，學生(sheng)觀察現象.

　　學生敘述現象

　　現象一：抖動一下后，看到有兩(liang)個凸起(qi)狀(zhuang)態在繩上相向傳播(bo).

　　現象(xiang)二：兩列波相(xiang)遇(yu)后，彼此穿過(guo)，繼(ji)續傳播(bo)(bo)，波的(de)形狀和(he)傳播(bo)(bo)的(de)情形跟相(xiang)遇(yu)前(qian)一樣.

　　總(zong)結：兩列波(bo)相遇(yu)后，每列波(bo)都像相遇(yu)前一(yi)樣，保持各自原(yuan)來的波(bo)形，繼續向前傳播，這是波(bo)的獨立(li)傳播特性.

　　多(duo)媒(mei)體模(mo)擬繩波相遇前(qian)和相遇后(hou)的波形

　　剛(gang)才(cai)，通過實驗，我們知道了兩(liang)列波在相遇前后，它們都保持(chi)各自的運動狀態，彼此(ci)都沒有受(shou)到影響，那么在兩(liang)列波相遇的區(qu)域里情況又如何(he)呢(ni)

　　多媒體模擬(ni)繩波相遇區的(de)情況

　　總結：

　　在兩列(lie)波(bo)(bo)(bo)重疊的(de)區域里(li)，任何一(yi)個質(zhi)點同時參與兩個振動(dong)(dong)，其振動(dong)(dong)位(wei)移等(deng)于這(zhe)兩列(lie)波(bo)(bo)(bo)分別引(yin)起的(de)位(wei)移的(de)矢(shi)量和.當兩列(lie)波(bo)(bo)(bo)在同一(yi)直線上振動(dong)(dong)時，這(zhe)兩種(zhong)位(wei)移的(de)矢(shi)量和簡化為代數和，這(zhe)叫做(zuo)波(bo)(bo)(bo)的(de)疊加原理.

　　強化訓練：

　　兩列振(zhen)(zhen)動(dong)方向(xiang)相(xiang)同和振(zhen)(zhen)動(dong)方向(xiang)相(xiang)反的波疊加，振(zhen)(zhen)幅如何變化振(zhen)(zhen)動(dong)加強還是減

　　學生討論后(hou)得到：

　　兩列(lie)振動方向相(xiang)同(tong)的波疊加，振動加強，振幅增(zeng)大.

　　兩(liang)列振動(dong)方(fang)向相反(fan)的波疊加，振動(dong)減(jian)(jian)弱，振幅減(jian)(jian)小.

　　2．波的干涉

　　實物投影演示

　　把兩(liang)(liang)(liang)根金屬絲(si)(si)固定在同一個(ge)振動片上，當振動片振動時，兩(liang)(liang)(liang)根金屬絲(si)(si)周(zhou)期性地觸動水面(mian)，形成兩(liang)(liang)(liang)個(ge)波源，觀察在兩(liang)(liang)(liang)列波相遇重疊的(de)區域里出現的(de)現象.

　　說明：由(you)于這兩列波是由(you)同(tong)一個(ge)振動(dong)片引起(qi)的(de)(de)，所以這兩個(ge)波源的(de)(de)振動(dong)頻率和振動(dong)步(bu)調相同(tong).

　　學生敘述現象?

　　在振動的(de)水面上，出(chu)現了一條條從兩(liang)個波(bo)源中間伸展出(chu)的(de)相對平靜(jing)的(de)區(qu)域(yu)(yu)(yu)和激烈(lie)振動的(de)區(qu)域(yu)(yu)(yu)，這兩(liang)種(zhong)區(qu)域(yu)(yu)(yu)在水面上的(de)位置是固定的(de)，而且相互隔(ge)開.

　　用多體展示(shi)課(ke)本水波的(de)(de)干涉圖樣及(ji)波的(de)(de)干涉的(de)(de)示(shi)意(yi)圖

　　問：為什么(me)會出現(xian)(xian)這種現(xian)(xian)象呢

　　結合課本圖10~22進行分析：

　　對(dui)于圖中的a點(dian)：

　　設波(bo)源(yuan)S1、S2在(zai)質點(dian)a引起(qi)的(de)振(zhen)幅(fu)分(fen)別為A1和(he)A2，以圖(tu)中a點(dian)波(bo)峰(feng)與波(bo)峰(feng)相遇時(shi)刻(ke)計時(shi)波(bo)源(yuan)S1、S2引起(qi)a質點(dian)的(de)振(zhen)動圖(tu)象如下圖(tu)甲、乙所(suo)示，當兩(liang)(liang)列波(bo)重疊時(shi)，質點(dian)A同(tong)時(shi)參與兩(liang)(liang)個振(zhen)動，合振(zhen)動圖(tu)象如圖(tu)丙所(suo)示：

　　從圖中可看出：對(dui)于a點(dian)(dian)，在(zai)t=0時是兩列波(bo)的(de)(de)(de)波(bo)峰(feng)和波(bo)峰(feng)相遇，經過半個周期，就(jiu)變成波(bo)谷(gu)和波(bo)谷(gu)相遇，也就(jiu)是說：在(zai)a點(dian)(dian)，兩列波(bo)引(yin)起的(de)(de)(de)振幅都等于兩列波(bo)的(de)(de)(de)振幅之和，即a點(dian)(dian)始終是振動加強點(dian)(dian).

　　說明的幾個(ge)問題：

　　1.從波(bo)源(yuan)S1、S2發出的兩(liang)列波(bo)傳到振動(dong)(dong)加強(qiang)的點a振動(dong)(dong)步調是(shi)(shi)一(yi)致的，引起(qi)質點a的振動(dong)(dong)方向是(shi)(shi)一(yi)致的，振幅為A=A1+A2.

　　2.振動加(jia)強的質點(dian)a并不(bu)是始終處于波峰或波谷，它(ta)仍然(ran)在平衡位置(zhi)附(fu)近振動，只是振幅(fu)最大，等于兩列波的振幅(fu)之(zhi)和.

　　那么，振(zhen)動減弱的點又(you)是如何形成的

　　以波(bo)源S1、S2分(fen)別將(jiang)波(bo)峰、波(bo)谷傳(chuan)給減弱點(例如(ru)b點)時刻開始計時，波(bo)源S1、S2分(fen)別引起質點b振(zhen)動(dong)的(de)圖象如(ru)圖甲、乙所示(shi)，當(dang)兩列波(bo)重疊后，質點b同(tong)時參(can)與兩個(ge)振(zhen)動(dong)，合振(zhen)動(dong)圖象如(ru)圖丙所示(shi).

　　在b點是兩(liang)列波(bo)(bo)的波(bo)(bo)峰和波(bo)(bo)谷(gu)相遇，經過半個周期，就變成(cheng)波(bo)(bo)谷(gu)和波(bo)(bo)峰相遇，在這一點兩(liang)列波(bo)(bo)引起的合振(zhen)動始終是減弱的，質點振(zhen)動的振(zhen)幅等于兩(liang)列波(bo)(bo)的振(zhen)幅之(zhi)差.?

　　說明的幾個(ge)問題：

　　1.從波(bo)源S1、S2發出的兩(liang)(liang)列(lie)波(bo)傳到b點時引起b點的振(zhen)(zhen)動(dong)方向相反，振(zhen)(zhen)幅為A=|A1-A2|.? 2.振(zhen)(zhen)動(dong)減弱的質點b并不是一定不振(zhen)(zhen)動(dong)，只(zhi)是振(zhen)(zhen)幅最小(xiao)，等于兩(liang)(liang)列(lie)波(bo)的振(zhen)(zhen)幅之差.

　　學(xue)生閱讀課文相(xiang)關內(nei)容?

　　強化訓練

　　1.如圖所示(shi)，沿一條直(zhi)線相向(xiang)傳播的兩列(lie)波的振幅和波長(chang)均相等，當(dang)它們相遇時可能(neng)出(chu)現的波形是下圖中的哪個

　　2.如圖(tu)(tu)所示是兩(liang)列(lie)波發生(sheng)干涉的圖(tu)(tu)樣，圖(tu)(tu)中a、b、c、d、e各點(dian)的振動情(qing)況如何

　　參考答案?

　　1.當(dang)兩列波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)前(qian)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo)(或(huo)后(hou)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo))相遇(yu)時(shi)(shi)，根據波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)疊(die)加(jia)(jia)原理，在前(qian)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo)(或(huo)后(hou)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo))重疊(die)的(de)(de)(de)(de)區域里所(suo)有的(de)(de)(de)(de)質點振動的(de)(de)(de)(de)合(he)位(wei)(wei)(wei)移(yi)為零，而兩列波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)后(hou)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo)(或(huo)前(qian)半(ban)個(ge)(ge)(ge)波(bo)(bo)(bo)(bo))的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)形(xing)保持不變，所(suo)以選項B 正(zheng)確.當(dang)兩列波(bo)(bo)(bo)(bo)完全相遇(yu)時(shi)(shi)(即重疊(die)在一起(qi))，由(you)波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)疊(die)加(jia)(jia)原理可(ke)知(zhi)，所(suo)有質點振動的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)均等于每列波(bo)(bo)(bo)(bo)單獨傳播(bo)時(shi)(shi)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)的(de)(de)(de)(de)矢(shi)量和，使得(de)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)質點，振動的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)加(jia)(jia)倍，所(suo)以選項C也是正(zheng)確的(de)(de)(de)(de).

　　所(suo)以本題應(ying)選B、C

　　2.解(jie)：a是(shi)振動減弱點；b、c是(shi)振動加強點，d處在振動加強區(qu)上，因此也是(shi)振動加強點，只(zhi)好(hao)在此時刻它恰好(hao)處在平衡位置(zhi)上；e點既不在振動加強區(qu)上，也不在振動減弱區(qu)上，因此它的振幅(fu)既不是(shi)最大(da)，也不是(shi)零.

　　3．產生波的干涉(she)的條件

　　對比投影演示實驗?

　　實驗(yan)一(yi)：在(zai)投影儀上放(fang)一(yi)個發波水槽(cao)，用同一(yi)振動(dong)片帶動(dong)兩(liang)個振針振動(dong)，觀察產(chan)生的現象.

　　實驗二(er)：在投(tou)影儀上放一個發波(bo)水槽(cao)，用(yong)二(er)個振針(zhen)分別激起兩列水波(bo)，觀察發生的現象(xiang).

　　學生敘述現象?

　　現象一：看(kan)到(dao)了穩定的干涉圖樣(實驗(yan)一)

　　現象(xiang)二：實驗(yan)二中，得(de)到的干涉圖樣是不(bu)穩定的.

　　總結：如果互相(xiang)疊加的兩列波(bo)波(bo)源頻率相(xiang)同，振動情況相(xiang)同，則(ze)產生穩定的干涉現象(xiang).

　　說明：?

　　（1）．干涉現象中(zhong)那些總是(shi)振(zhen)動加強(qiang)的(de)點(dian)或振(zhen)動減弱的(de)點(dian)是(shi)建立(li)在兩個波(bo)源(yuan)產生(sheng)的(de)頻率相(xiang)同的(de)前提條件下(xia).

　　（2）．.如果(guo)兩(liang)列頻率不同(tong)的(de)(de)波相疊(die)加(jia)，得到的(de)(de)圖樣是(shi)不穩定(ding)的(de)(de)；而波的(de)(de)干涉(she)是(shi)指波疊(die)加(jia)中(zhong)的(de)(de)一個特例，即產生穩定(ding)的(de)(de)疊(die)加(jia)圖樣.

　　（3）．如(ru)果兩列(lie)波頻率相同，但振幅相差很大將不會有(you)明(ming)顯的干涉現象，因為振動加強區和振動減弱區都在振動，振幅差別不大.

　　強化訓練

　　關(guan)于兩列(lie)波的穩定(ding)干涉現象(xiang)，下列(lie)說法正確(que)的是

　　A.任意兩(liang)列(lie)(lie)波(bo)都能產生穩定(ding)(ding)干涉現(xian)象? B.發生穩定(ding)(ding)干涉現(xian)象的兩(liang)列(lie)(lie)波(bo)，它們的頻率(lv)一定(ding)(ding)相同

　　C.在振(zhen)(zhen)動減弱的區域，各質(zhi)點(dian)都處于(yu)波谷?D.在振(zhen)(zhen)動加強的區域，有時(shi)質(zhi)點(dian)的位移等于(yu)零

　　參考答案：B、D.

　　兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)疊加(jia)產生(sheng)穩(wen)定(ding)(ding)干涉(she)(she)現象是(shi)(shi)(shi)(shi)有條件(jian)的(de)，不是(shi)(shi)(shi)(shi)任意兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)都能產生(sheng)穩(wen)定(ding)(ding)干涉(she)(she)現象的(de)，兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)疊加(jia)產生(sheng)穩(wen)定(ding)(ding)干涉(she)(she)現象的(de)一個(ge)必要條件(jian)是(shi)(shi)(shi)(shi)兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)的(de)頻率相(xiang)同，所(suo)以選項A是(shi)(shi)(shi)(shi)錯誤的(de)而(er)選項B是(shi)(shi)(shi)(shi)正(zheng)(zheng)確的(de)；在振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)減(jian)弱的(de)區域里，只是(shi)(shi)(shi)(shi)兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)引起質(zhi)點(dian)(dian)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)始終是(shi)(shi)(shi)(shi)減(jian)弱的(de)，質(zhi)點(dian)(dian)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)等(deng)于(yu)兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)之差，如果兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)相(xiang)同，質(zhi)點(dian)(dian)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)就等(deng)于(yu)零(ling)，也(ye)不可能各質(zhi)點(dian)(dian)都處于(yu)波(bo)谷(gu)，所(suo)以選項C是(shi)(shi)(shi)(shi)錯誤的(de).在振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)加(jia)強的(de)區域里，兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)引起質(zhi)點(dian)(dian)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)始終是(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)強的(de)，質(zhi)點(dian)(dian)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)的(de)最激烈，振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)等(deng)于(yu)兩(liang)(liang)(liang)(liang)列(lie)(lie)波(bo)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)(fu)之和，但(dan)這些(xie)點(dian)(dian)始終是(shi)(shi)(shi)(shi)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)著的(de)，因而(er)有時質(zhi)點(dian)(dian)的(de)位移等(deng)于(yu)零(ling)，所(suo)以選項D是(shi)(shi)(shi)(shi)正(zheng)(zheng)確的(de).

　　所以本題應選(xuan)B、D.

　　總結：

　　（1）．不論是(shi)振動(dong)加強點(dian)還(huan)是(shi)振動(dong)減(jian)弱點(dian)，位移(yi)仍隨(sui)時間做周期性變化.

　　（2）．一(yi)切波(bo)都能夠(gou)產生(sheng)干(gan)涉(she)和(he)(he)衍射現象；反(fan)之能夠(gou)發生(sheng)干(gan)涉(she)和(he)(he)衍射現象的必定(ding)是波(bo).

　　（三）、小結（投影出示小結思考題）

　　1．什么是波的獨立(li)性

　　2．什么是波的疊加原(yuan)理

　　3．什么是(shi)波的干涉

　　4．產生穩定干涉的(de)條(tiao)件是什(shen)么

　　（四）、作業：練習三（1）（2）（3）

【波的(de)干涉教案(an)設計】相(xiang)關(guan)文章：

讓心飛翔教案設計01-24