波的衍射 波的干涉

1、波的衍射波的衍射 波的干涉波的干涉一、教學(xué)目標(biāo)一、教學(xué)目標(biāo)1 1在物理知識方面的要求：在物理知識方面的要求：(1)(1)知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。(2)(2)知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象；知道兩列知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象；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(diǎn)。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(diǎn)。(3)(3)知道衍射和干涉現(xiàn)象是波動特有的現(xiàn)象。知道衍射和干涉現(xiàn)象是波動特有的現(xiàn)象。2 2通過觀察水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識衍射現(xiàn)象的特征。通過觀察水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識衍射現(xiàn)象的特征

2、。通過觀察波的獨(dú)立前進(jìn)，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識通過觀察波的獨(dú)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。波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1重點(diǎn)是波的衍射、波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件。 2難點(diǎn)是對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解。三、教具三、教具 水槽演示儀，長條橡膠管，投影儀。 課件.( (一一) )引入新課引入新課 我們向平靜的湖面上投入一個小石子，我們向平靜的湖面上投入一個小石子，可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋，可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋，并向周圍傳播。并向周圍傳播。 當(dāng)波紋遇到障礙物后會怎樣？當(dāng)波紋遇到障礙物后

3、會怎樣？ 如果同時(shí)投入兩個小石子，形成了兩列如果同時(shí)投入兩個小石子，形成了兩列波，當(dāng)它們相遇在一起時(shí)又會怎樣？波，當(dāng)它們相遇在一起時(shí)又會怎樣？ 本節(jié)課就要通過對現(xiàn)象的觀察，對以上本節(jié)課就要通過對現(xiàn)象的觀察，對以上現(xiàn)象進(jìn)行初步解釋?，F(xiàn)象進(jìn)行初步解釋。 按“觀察現(xiàn)象，歸納特征，而后得出結(jié)論”的大順序進(jìn)行教學(xué)。觀察中注意引導(dǎo)，分析中注意啟發(fā)。 1波的衍射波的衍射 (1)波的衍射現(xiàn)象波的衍射現(xiàn)象 首先首先觀察水槽中水波的傳播觀察水槽中水波的傳播：圓形的水波向外擴(kuò)散，：圓形的水波向外擴(kuò)散，越來越大。越來越大。 然后，在水槽中放入一個不大的障礙屏，觀察水波繞然后，在水槽中放入一個不大的障礙屏，觀察水波繞過

4、障礙屏傳播的情況。由此給出波的衍射定義。過障礙屏傳播的情況。由此給出波的衍射定義。 波繞過障礙物的現(xiàn)象，叫做波的衍射。波繞過障礙物的現(xiàn)象，叫做波的衍射。 再引導(dǎo)學(xué)生觀察：在水槽中放入一個有孔的障礙屏，再引導(dǎo)學(xué)生觀察：在水槽中放入一個有孔的障礙屏，水波通過孔后也會發(fā)生衍射現(xiàn)象。水波通過孔后也會發(fā)生衍射現(xiàn)象。 看教材中的插圖，解釋看教材中的插圖，解釋“繞過障礙物繞過障礙物”的含義。的含義。(2)發(fā)生明顯波的衍射的條件發(fā)生明顯波的衍射的條件在前面觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下面的觀察：在前面觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下面的觀察： 在不改變波源的條件下，將障礙屏的孔由較大逐漸變小。可以在不改變波源的條件

5、下，將障礙屏的孔由較大逐漸變小?？梢钥吹讲ǖ难苌洮F(xiàn)象越來越明顯。由此得出結(jié)論：障礙物越小，看到波的衍射現(xiàn)象越來越明顯。由此得出結(jié)論：障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯。衍射現(xiàn)象越明顯。 可能的話，在不改變障礙孔的條件下，使水波的波長逐漸變可能的話，在不改變障礙孔的條件下，使水波的波長逐漸變大或逐漸變小?？梢钥吹剑?dāng)波長越小時(shí)，波的衍射現(xiàn)象越明大或逐漸變小?？梢钥吹?，當(dāng)波長越小時(shí)，波的衍射現(xiàn)象越明顯。由此指出：當(dāng)障礙物的大小與波長相差不多時(shí)，波的衍射顯。由此指出：當(dāng)障礙物的大小與波長相差不多時(shí)，波的衍射現(xiàn)象較明顯?，F(xiàn)象較明顯。 發(fā)生明顯衍射的條件是：發(fā)生明顯衍射的條件是： 障礙物或孔的大小比波長小，或者

6、與波長相差不多。障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多。 最后告訴學(xué)生：最后告訴學(xué)生：波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象。 在生活中，可遇到的波的衍射現(xiàn)象有：在生活中，可遇到的波的衍射現(xiàn)象有： 聲音傳播中的聲音傳播中的“隔墻有耳隔墻有耳”現(xiàn)象；在房間中可以接受到收現(xiàn)象；在房間中可以接受到收音機(jī)和電視信號，是電磁波的衍射現(xiàn)象。音機(jī)和電視信號，是電磁波的衍射現(xiàn)象。2 2波的干涉波的干涉 觀察現(xiàn)象：在水槽演示儀上有兩個振源的條：在水槽演示儀上有兩個振源的條件下，單獨(dú)使用其中的一個振源，水波按照該振件下，單獨(dú)使用其中的一個振源，水波按照該振源的振動方式向外傳播；再單獨(dú)使用另一個振源，源的振動方式向外傳

7、播；再單獨(dú)使用另一個振源，水波按照該振源的振動方式向外傳播。現(xiàn)象的結(jié)水波按照該振源的振動方式向外傳播?，F(xiàn)象的結(jié)論：每一個波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)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。生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播。 觀察現(xiàn)象觀察現(xiàn)象：找兩個同學(xué)拉著一條長橡皮管，讓：找兩個同學(xué)拉著一條長橡皮管，讓他們同時(shí)分別抖動一下橡皮管的端點(diǎn)，則會從兩他們同時(shí)分別抖動一下橡皮管的端點(diǎn)，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向?qū)Ψ絺鞑?。?dāng)兩個波包在中端各產(chǎn)生一個波包向?qū)Ψ絺鞑?。?dāng)兩個波包在中間相遇時(shí)，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播。間相遇時(shí)，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳

8、播?，F(xiàn)象的結(jié)論：現(xiàn)象的結(jié)論：波相遇時(shí)，發(fā)生疊加。以后仍按原波相遇時(shí)，發(fā)生疊加。以后仍按原來的方式傳播。來的方式傳播。(1)波的疊加波的疊加 在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的說明什么是波的疊加。疊加。 兩列波相遇時(shí)，在波的兩列波相遇時(shí)，在波的重疊區(qū)域重疊區(qū)域，任何，任何一個質(zhì)點(diǎn)的總位移，都等于兩列波分別一個質(zhì)點(diǎn)的總位移，都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。引起的位移的矢量和。(2)(2)波的波的干涉干涉 觀察現(xiàn)象觀察現(xiàn)象：水槽中的水波的干涉。對水波干涉圖樣的解釋水槽中的水波的干涉。對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強(qiáng)調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生

9、了在水面上中，特別要強(qiáng)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(diǎn)的振動加強(qiáng)，而另一些點(diǎn)的振動減弱的現(xiàn)象，加強(qiáng)和減弱有些點(diǎn)的振動加強(qiáng)，而另一些點(diǎn)的振動減弱的現(xiàn)象，加強(qiáng)和減弱的點(diǎn)的分布是穩(wěn)定的。的點(diǎn)的分布是穩(wěn)定的。 詳細(xì)解釋教材中給出的插圖，詳細(xì)解釋教材中給出的插圖，如圖如圖2 2所示。所示。在解釋和說明中，特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn)是：在解釋和說明中，特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn)是：此圖是某時(shí)刻兩列波傳此圖是某時(shí)刻兩列波傳播的情況；播的情況；兩列波的頻率兩列波的頻率(波長波長)相等；相等；當(dāng)兩列波的波峰在某當(dāng)兩列波的波峰在某點(diǎn)相遇時(shí)，這點(diǎn)的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點(diǎn)就點(diǎn)相遇時(shí)，這點(diǎn)的振動位移是正的

10、最大值，過半周期后，這點(diǎn)就是波谷和波谷相遇，則這點(diǎn)的振動位移是負(fù)的最大值；是波谷和波谷相遇，則這點(diǎn)的振動位移是負(fù)的最大值；振動加振動加強(qiáng)的點(diǎn)的振動總是加強(qiáng)的，振動減弱的點(diǎn)的振動總是減弱的。強(qiáng)的點(diǎn)的振動總是加強(qiáng)的，振動減弱的點(diǎn)的振動總是減弱的。 在以上分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義：在以上分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)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叫做波的

11、干涉圖樣。圖樣。(3)(3)波的干涉與疊加的關(guān)系波的干涉與疊加的關(guān)系 有了前面的基礎(chǔ)，可以啟發(fā)學(xué)生說一說有了前面的基礎(chǔ)，可以啟發(fā)學(xué)生說一說干涉與疊加的關(guān)系。幫助學(xué)生認(rèn)識：干涉與疊加的關(guān)系。幫助學(xué)生認(rèn)識： 干涉是一種特殊的疊加。任何兩列波都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的可以進(jìn)行疊加，但只有兩列頻率相同的波的疊加，才有可能形成干涉。波的疊加，才有可能形成干涉。 最后指出：干涉是波特有的現(xiàn)象。最后指出：干涉是波特有的現(xiàn)象。( (三三) )課堂小結(jié)課堂小結(jié) 今天，我們學(xué)習(xí)了波特有的現(xiàn)象：波的衍射和波的干涉。請同學(xué)再表達(dá)一下：什么叫波的衍射？什么叫波的干涉？什么條件

12、下可能發(fā)生波的干涉？ 課后的任務(wù)是認(rèn)真閱讀課本。五、說明五、說明 教學(xué)中應(yīng)知道：教學(xué)中應(yīng)知道： (1)“(1)“障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多相差不多”是產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，而不是產(chǎn)是產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，而不是產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的條件。波遇到障礙物就會發(fā)生衍射，生衍射現(xiàn)象的條件。波遇到障礙物就會發(fā)生衍射，只是在上述的條件下可以明顯觀察到。只是在上述的條件下可以明顯觀察到。 (2)(2)波的干涉的條件是：同一類的兩列波，頻率波的干涉的條件是：同一類的兩列波，頻率( (波長波長) )相同，相差恒定，在同一平面內(nèi)振動。當(dāng)它相同，相差恒定，在同一平面內(nèi)振動。當(dāng)它們發(fā)生疊加時(shí)，會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，由于課本中沒有們