1、波的衍射、干涉教学设计教学目标1.知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样；2.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件；3.知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。重点难点重点:波的叠加原理、波的干涉条件、干涉现象和干涉图样、波发生明显衍射现象的条件。难点:波的干涉图样设计思想 波的衍射和干涉较抽象，需要通过实际生活中的现象由浅入深地引入，因此本节课通过波的衍射和干涉视频、图像引入规律和概念。并通过典型事例让学生学会利用知识解决实际问题。教学资源 波的衍射和干涉多媒体课件教学设计【课堂引入】问题：观察是学物理的一个基本能力，平常同学们看这两个图像，看到了
2、什么，请尽量注意每一个细节，左边的视频是怎样的现象，右边的情景呢？【课堂学习】学习活动一：波的叠加问题：什么是波的叠加？波的叠加遵循什么规律？我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会激起两列圆形水波。它们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。1、 波传播的独立性几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰.2.波的叠加原理：在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引
3、起的振动位移的矢量和。用多媒体演示说明波的叠加。学习活动二：波的干涉问题1：什么是波的干涉？一般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时，情形是很复杂的。我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。演示：在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB，使两个小球S1、S2同步地上下振动，由于小球S1、S2与槽中的水面保持接触，构成两个波源，水面就产生两列振动方向相同、频率也相同的波，这样的两列波相遇时产生的现象如课本图2-5-3所示。为什么会产生这种现象呢？我们可以用波的叠加原理来解释。现象：两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的
4、区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 振动加强：波峰与波峰或波谷与波谷相遇。振动加强区振幅增加而不一定是位移增加，加强区的振幅为原两相干波的振幅之和，即A合=A1+A2振动减弱：波峰与波谷相遇。振动加强区振幅减小，减弱区的振幅为原两相干波的振幅之差，即A合=|A1-A2|什么是波的干涉 ？ 频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。形成的图样叫做干涉图样。只有两个频率相同、振动方向相同的波源发出的波，叠加时才会获得稳定
5、的干涉图样，这样的波源叫做相干波源，它们发出的波叫做相干波。不仅水波，一切波都能发生干涉，干涉现象是一切波都具有的重要特征之一。波的干涉：频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。形成的图样叫做干涉图样。特点：干涉现象是一切波都具有的现象。问题2：什么是波的干涉的条件？两列波的频率必须相同相差恒定。问题3：哪些位置加强、消弱通过于涉图样说明，特殊点位置加强或消弱的条件同相相干波源：振动加强，波程差为半波长的偶数倍；波程差为半波长的偶数倍，反相相干波源：振动加强，波程差为半波长的奇数倍；振动消弱，波程差为
6、半波长的偶数倍；学习活动三：波的衍射问题1：什么是波的衍射？波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。问题2：哪些现象是波的衍射现象？在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板，问题3：衍射现象的条件？重新做实验：现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。第一、保
7、持水波的波长不变，该窄缝的宽度由窄到宽，观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。结论：只有缝、孔的宽
8、度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。【小结】【课堂练习】课后作业：学案后的课后评测课后反思：【板书设计】第五节 波的干涉、衍射一、波的叠加1、波传播的独立性2、波的叠加原理：二、波的干涉1.定义2.波的干涉条件三、波的衍射1.定义2.产生明显衍射的条件课堂反馈1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ ）A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强。B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同。C、在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起是位移的矢量和。D、几个人在同一房间说话，相互间听得很清楚，这说明
9、声波在相遇时互不干扰。2、关于波的干涉，下列说法正确的是（ ）A、只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉。B、只要是波就能产生稳定的干涉。C、不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同就能产生稳定干涉。D、波的干涉是波叠加的特例3.当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的有：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的位移有时候为零。4.如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是 ( )A在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰BB点在干涉过程中振幅
10、始终为零C两波在B点路程差是波长的整数倍D当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰参考答案：1、BCD 2、CD 3、ABD 4、B 课后测评1、 下列说法正确的是（ ）A只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射B当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显C声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象D声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象2、下列说法中正确的是 ( )A衍射是一切波特有的现象B对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C听到回声是声波的衍射现象D听到墙外人的说话声是衍射现象3、 如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，_ 情况中水波的频率最大； _情况中水波的频率最小4、 在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05rns，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（ ）A10cmB5cmCd1cmDd1cm5、 有一障碍物的高度为10m，下列波衍射现象最朋显的是（ ）A波长为40m的波B波长为9.9m的波C频率为40Hz的声波D频率为5000MHz的电磁波（v3.0108ms）参考答案：1、D 2、ABD 3、c a 4、D 5、A