§10-5波的干涉
【教学目的】
1、知道波的叠加原理
2、知道波的干涉现象、掌握产生稳定干涉的条件、能识别干涉图样的特征
3、知道干涉是波特有的现象
【教学重点】
叠加原理、干涉现象
【教学难点】
干涉现象的解释、振动强弱的物理意义理解
【教学方法】
电教法、讲练法
【教具】
Flash课件《波的叠加》《波的干涉》、投影仪
干涉照片挂图
【教学过程】
○、复习&引入
1、学生思考:什么是波的衍射?产生明显衍射现象的条件是什么?
2、学生思考:怎样理解衍射是波特有的现象?
3、除了同一列波在同一界质传播、穿越不同界质传播的规律外,我们还常常面临这样的事实:在同一界质中多列波在同时传播,这些波之间会怎样相互作用、最终将会发生什么现象呢?
这就是本节课要研究的波的叠加和干涉现象。
一、波的叠加
先看同一界质中的两列一维波相遇时会发生什么现象——
素材:演示实验介绍…
配套课件展示:Flash课件《波的叠加》
学生观察:a、波相遇时的现象;
b、波相遇后的现象。…
波的叠加:几列波在同一界质相遇,相遇时,重叠部分的界质点参与几列波引起的振动的矢量叠加,相遇过后,各列波保持原有特征不变而继续传播。
课件演示照应(演示含波峰与波谷的完整波——仍然是脉冲——叠加)
学生列举:几列波相遇后特征不变的事例…
答:嘈杂的教室中我们仍然能够辨别某同学的声音。
过渡:我们刚才研究的是不连续的脉冲波的叠加情形,如果是连续波的叠加,情况又会怎样?
二、波的干涉
演示:水波的干涉。
学生表达观察到的物理现象…
过渡:为什么会形成这样的现象呢?
板图——教材图10-23。
说明:在“俯视图”怎样对应波峰、波谷…
板图分析:a、某时刻波峰与波峰的叠加、波谷与波谷的叠加→半个周期末了它们再叠加
b、某时刻波峰与波谷的叠加(波谷与波峰的叠加)→半个周期末了它们再叠加
提问:振动的强点和弱点是交替出现还是固定不变?
学生总结、答问:固定不变。
我们就把这种波叠加后形成稳定的强弱分布的现象叫做波的干涉。
提问:波的干涉现象是不是很普遍?譬如声音叠加后,会经常出现干涉现象吗?
学生:否。
那么,干涉的形成是否还需要条件呢?
回到教材图10-23分析——如果波源S1和S2所激发的波的波长不同
a、某时刻是否会形成规则的强弱分布?
b、半个周期后,强弱点的分布是否还在原处?
设问:波长不同时,是否能形成干涉现象?
学生:不能。
由于在同一界质中波速相同,故波长相等的波频率必然相同,所以,我们通常把频率相同归结为干涉形成的条件之一。
频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且加强和减弱的区域相互间隔,这种现象叫波的干涉,所形成的图样叫干涉图样。
要同学们找波的干涉的感性事例恐怕不易,这里演示一个——
音叉的干涉(注意介绍:a、为什么满足条件…;b、感受干涉效果的方法…)
学生寻找类似的事例、并看教材P57关于扬声器的干涉的描述。
四、小结
本节我们学习了两部分内容:波的叠加和波的干涉。它们所依据的物理原理是相同的:物理量的矢量叠加。叠加是干涉的知识基础,干涉是更严格意义上的叠加,干涉后的效果应具备两大特征:强弱相互间隔、区域固定不变。
最后还需要指出的是,跟衍射一样,干涉也是波特有的现象,我们今后会把它作为区分粒子运动还是波动的重要依据之一。
五、作业布置
阅读教材;
教材P58第(1)、(2)、(3)题,上作业本。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分,即是板书计划。
【教后感】
由于酝酿的时间长(之前有两节习题课),准备比较充分,各环节考虑比较细(板书、语言过渡、设问、双边活动等),最后上课的效果也很精彩。是新课以来最成功的一堂课。
具体体现在:节奏好;计划贯彻好;有张有收,知识方面,没有做不切实际地拔高。
临时调整的地方:1、板书尽管只有两处,课堂上仍然没有机械地照抄,而是采取了“分解法”,将原话分解为四个要点板书,且对“相遇时”和“相遇后”实行分区域、分时段板书,效果甚佳。2、教法上尝试“研读教材法”(P55实验图解文字),并以此为契机,对图10-21进行逐个分析,得“相遇时”的物理规律,这也很不错。3、对于完整脉冲波的叠加,第二堂才板图(类似图10-21的甲、乙、丙、丁、戊五个),觉得这样更有助于“二、波的干涉”的讲解。
值得改进的地方:1、“干涉条件”的讲解不应以“波长不同”为反面前提,而仍应以频率不同→周期不同→到“1波的半周期T1/2末了,1波的波峰传到,2波的波峰要么没到、要么已经传过,强点的位置改变”的这个流程讲解,会更加顺畅!
演示实验没做,仍然是一堂不符合规范要求的课。
教学目标
1、使学生知道什么是次声波和超声波
2、使学生能用所学知识解释生活中的次声波和超声波.
教学建议
因多普勒效应和此声波、超声波两节的内容少,建议用一个课时.
本节重点是掌握声波的概念和形成声波的条件.学习中要了解声波能够发生反射、衍射、干涉等现象.声波反射时能听到回声,利用回声可以测速或测距.声波发生共振时称为共鸣现象.
声波能离开空气在真空中传播吗?为什么?
解答:不能.因为声波是机械波,必须有介质,声波才能传播.空气、水、玻璃等都可以作为传播声波的介质.如果发声体的周围没有传声介质,声波无法向外传播,人们就不会听到声音,所以声音不能在真空中传播.
让学生了解声波有次声波、声波、超声波,它们是按频率划分的.了解它的利用和危害.
请教师阅读下列表:
项目
声波
备注
概念
声源的振动在介质中传播形成声波
声波是机械波,具有波的一切特征,能发生反射、衍射、干涉等现象
产生的条件
与介质、温度有关,标准状况下,空气中声速为332m/s,运算时常取340m/s
声波的波长范围
1.7cm——17cm
人耳能听到的声波频率范围
20Hz——20000Hz
俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师更好的完成实现教学目标。优秀有创意的教案要怎样写呢?小编收集并整理了“波的干涉学案”,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!
学校:临清实验高中学科:物理
选修3-4第十二章第6节波的干涉学案
课前预习学案
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。
(3).叠加原理
两列相同的波相遇时,在它们重叠的区域里
2、波的干涉
【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.这两个波源的振动频率和振动步调相同,它们发出的波是频率相同的波.现象:解释:
由实验分析可知,波干涉有如下特点:
3.波的干涉特点.
最大振幅最小振幅
位移
4.产生干涉的条件
任何情况下两列波相遇都会产生干涉现象,而要产生稳定的干涉图样则需要一定的条件,其条件是:
不仅水波、声波,一切波都可发生干涉现象.
5.波的干涉与衍射一样,也是波特有的现象.
6.当堂检测
(1)插在水中的细棒对水波的传播没有影响,这是波的(衍射)现象;在墙外听到墙内人讲话,这是波的(衍射)现象;一个人在两个由同一声源带动的扬声器之间走动时,听到的声音时强时弱,这是波的(干涉)现象.
(2)以下关于波的衍射的说法,正确的是:(c)
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显
C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显
D.只有当障碍物的尺寸与波长差不多时,才会发生明显的衍射现象
(3)当两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇.下列说法正确的是:(ABD)
A.质点P的振动始终是加强的
B.质点P的振幅最大
C.质点P的位移始终最大
D.质点P的位移有时为零
(4)在水平方向上有两个振动情况完全相同的振源S1、S2,S1、S2相距7m,振动所形成的波的波长为1m,则S1、S2的连线上有几个振动加强的点?(c)
A.只有中点B.6个点C.13个点D.无数个点
(5)两列波在某区域相遇,下列说法正确的是:(AB)
A.两波相遇时能保持各自状态互不干扰
B.两波相遇时引起质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和
C.任何两列波叠加后都能使某些区域振动始终加强,某些区域振动始终减弱,得到稳定的干涉图样
D.频率相同的两列波相干涉时,加强区域和减弱区域交替变换.
(6)两个频率、振幅相同的波在介质中传播发生干涉得到稳定的干涉图样,则下列叙述正确的是:(B)
A.振动加强的点的位移总是处于最大值
B.振动加强的点的位移可能为零
C.振动减弱的点再经过T/2振动变为加强
D.振动减弱的点的位移总是零
课后练习与提高
文章来源:http://m.jab88.com/j/52467.html
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