2022年高中物理《波的干涉》教案4 新人教版選修3-4

2022年高中物理波的干涉教案4 新人教版選修3-4教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象3、通過觀察波的獨立前進(jìn)，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征教學(xué)重點:波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件教學(xué)難點:對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解教學(xué)方法:實驗討論法教學(xué)用具:水槽演示儀，長條橡膠管，計算機多媒體教學(xué)步驟新課引入：問題1：上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象，什么是波的衍射現(xiàn)象呢？（波繞過障礙物的現(xiàn)象）問題2：發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么？（障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多）這節(jié)課我們研究波的干涉現(xiàn)象，如果同時投入兩個小石子，形成了兩列波，當(dāng)它們相遇在一起時又會怎樣?請學(xué)生注意觀察演示實驗一、波的干涉觀察現(xiàn)象：在水槽演示儀上有兩個振源的條件下，單獨使用其中的一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播；再單獨使用另一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播現(xiàn)象結(jié)論：每一個波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播找兩個同學(xué)拉著一條長繩，讓他們同時分別抖動一下繩的端點，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向?qū)Ψ絺鞑ギ?dāng)兩個波包在中間相遇時，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播（由于這種現(xiàn)象一瞬間完成，學(xué)生看不清楚，教師可用計算機多媒體演示）現(xiàn)象結(jié)論：波相遇時，發(fā)生疊加以后仍按原來的方式傳播，是獨立的1.波的疊加：在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的疊加教師板書：兩列波相遇時，在波的重疊區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和結(jié)合圖下圖解釋此結(jié)論解釋時可以這樣說：在介質(zhì)中選一點 為研究對象，在某一時刻，當(dāng)波源l的振動傳播到 點時，若恰好是波峰，則引起 點向上振動；同時，波源2的振動也傳播到了 點，若恰好也是波峰，則也會引起 點向上振動；這時， 點的振動就是兩個向上的振動的疊加， 點的振動被加強了(當(dāng)然，在某一時刻，當(dāng)波源1的振動傳播到 點時，若恰好是波谷，則引起戶點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了 點時，若恰好也是波谷，則也會引起 點向下振動；這時， 點的振動就是兩個向下的振動的疊加， 點的振動還是被加強了)用以上的分析，說明什么是振動加強的區(qū)域波源l經(jīng)過半周期后，傳播到P點的振動變?yōu)椴ü?，就會使P點的振動向下，但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同)，所以，此時P點的振動可能被減弱，也可能是被加強的(讓學(xué)生來說明原因)問題：如果希望P點的振動總能被加強，應(yīng)有什么條件?如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點Q，希望Q點的振動總能被減弱，應(yīng)有什么條件?總結(jié)：波源1和波源2的周期應(yīng)相同2波的干涉：觀察現(xiàn)象：水槽中的水波的干涉對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強，而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象，加強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的詳細(xì)解釋教材中給出的插圖，如下圖所示在解釋和說明中，特別應(yīng)強調(diào)的幾點是：此圖是某時刻兩列波傳播的情況；兩列波的頻率(波長)相等；當(dāng)兩列波的波峰在某點相遇時，這點的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點就是波谷和波谷相遇，則這點的振動位移是負(fù)的最大值；振動加強的點的振動總是加強的，振動減弱的點的振動總是減弱的讓學(xué)生思考和討論，并在分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義：（教師板書）頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣請學(xué)生反復(fù)觀察水槽中的水波的干涉，分清哪些區(qū)域為振動加強的區(qū)域，哪些區(qū)域為振動減弱的區(qū)域最后應(yīng)幫助學(xué)生分析清楚：介質(zhì)中某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動，這與只有一個波源的振動在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點均按此波源的振動方式振動是不同的問題：任何兩列波進(jìn)行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎？（不可以）為什么？（干涉是一種特殊的疊加任何兩列波都可以進(jìn)行疊加，但只有兩列頻率相同）總結(jié)：干涉是波特有的現(xiàn)象二、應(yīng)用請學(xué)生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的干涉現(xiàn)象，舉例說明：例1、水波的干涉現(xiàn)象例2、聲波的干涉現(xiàn)象三、課堂小結(jié)今天，我們學(xué)習(xí)了波特有的現(xiàn)象：波的干涉請同學(xué)再表達(dá)一下：什么叫波干涉?什么條件下可能發(fā)生波的干涉?課后的任務(wù)是認(rèn)真閱讀課本