2019-2020年高中物理《波的干涉》教案4 新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理《波的干涉》教案4 新人教版選修3-4 教學目標 （一）知識目標 　　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，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征． 教學重點:波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件． 教學難點:對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解． 教學方法:實驗討論法 教學用具:水槽演示儀，長條橡膠管，計算機多媒體 教學步驟 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，當它們相遇在一起時又會怎樣?請學生注意觀察演示實驗． 一、波的干涉 觀察現(xiàn)象： 　?、僭谒垩菔緝x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)象結論：每一個波源都按其自己的方式，在介質中產(chǎn)生振動，并能使介質將這種振動向外傳播． 　?、谡覂蓚€同學拉著一條長繩，讓他們同時分別抖動一下繩的端點，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向對方傳播．當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，學生看不清楚，教師可用計算機多媒體演示） 　　現(xiàn)象結論：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)象的觀察的基礎上，向學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，任何一個質點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和． 結合圖下圖解釋此結論． 　　解釋時可以這樣說：在介質中選一點 為研究對象，在某一時刻，當波源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．(當然，在某一時刻，當波源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．(讓學生來說明原因) 　　問題：如果希望P點的振動總能被加強，應有什么條件?如果在介質中有另一質點Q，希望Q點的振動總能被減弱，應有什么條件? 總結：波源1和波源2的周期應相同． 2波的干涉： 　　觀察現(xiàn)象：③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，特別應強調的幾點是：①此圖是某時刻兩列波傳播的情況；②兩列波的頻率(波長)相等；③當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的最大值；④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． 讓學生思考和討論，并在分析的基礎上，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． 　　請學生反復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． 　　最后應幫助學生分析清楚：介質中某點的振動加強，是指這個質點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質點以較小的振幅振動，這與只有一個波源的振動在介質中傳播時，各質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行疊加，但只有兩列頻率相同） 總結：干涉是波特有的現(xiàn)象． 二、應用 　　請學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 　　今天，我們學習了波特有的現(xiàn)象：波的干涉．請同學再表達一下：什么叫波干涉?什么條件下可能發(fā)生波的干涉? 　　課后的任務是認真閱讀課本．