物理选修34 波的衍射和干涉教学设计

这是一份物理选修34 波的衍射和干涉教学设计，共4页。教案主要包含了教学目标，重点难点，教学方法，教学用具，教学过程，课外作业，教学后记等内容，欢迎下载使用。

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。
【重点难点】
1．波的叠加原理。
2．波的干涉现象和干涉图样。
【教学方法】
讲练结合
【教学用具】
课 件
【教学过程】
一、波的叠加
1、波的独立传播原理：
两列波相遇后，每列波都像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播，这是波的独立传播特性。
2、波的叠加原理：
几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。当两列波在同一直线上振动时，位移的矢量和简化为代数和，这叫做波的叠加原理。
二、波的干涉
1、干涉：
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，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉。
2、干涉图样：在干涉现象中形成的图样叫干涉图样。
由于两列波的频率相同，振动加强处总是加强，振动减弱处总是减弱，所以出现了稳定的干涉图样。
3、产生干涉的条件：两列波的频率相同。
对于图中的a点：
设波源S1、S2在质点a引起的振幅分别为A1和A2，以图中a点波峰与波峰相遇时刻计时，波源S1、S2分别引起a质点的振动图象如图甲、乙所示，当两列波重叠后，质点a同时参与两个振动，合振动图象如图丙所示：
从图中可看出：对于a点，在t=0时是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇，也就是说：在a点，两列波引起的振幅都等于两列波的振幅之和，即a点始终是振动加强点.
【说明】
（1）从波源S1、S2发出的两列波传到振动加强的点a振动步调是一致的，引起质点a的振动方向是一致的，振幅为A1＋A2。
（2）振动加强的质点a并不是始终处于波峰或波谷，它仍然在平衡位置附近振动，只是振幅最大，等于两列波的振幅之和。
（3）振动加强的条件：波峰与波峰或波谷与波谷相遇点是振动加强点。
加强点与两个波源的距离差：△r＝r2－r1＝kλ （k＝0，±1，±2，±3……）
那么，振动减弱的点又是如何形成的呢?
以波源S1、S2分别将波峰、波谷传给减弱点b时刻开始计时，波源S1、S2分别引起质点b振动的图象如图甲、乙所示，当两列波重叠后，质点a同时参与两个振动，合振动图象如图丙所示：
在b点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点两列波引起的合振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差.
【说明】
（1）从波源S1、S2发出的两列波传到b点时引b的振动方向相反，振幅为|A1－A2|。
（2）振动减弱的质点b并不是一定不振动，只是振幅最小，等于两列波的振幅之差。
（3）振动减弱的条件：波峰与波谷相遇点是振动加强点。
减弱点与两个波源的距离差：△r＝r2－r1＝(2k＋1)λ/2 （k＝0,±1，±2，±3……）
4、理解：
（1）干涉现象中那些总是振动加强的点或振动减弱的点是建立在两个波源产生的频率相同的前提条件下。
（2）如果两列频率不同的波相叠加，得到的图样是不稳定的；而波的干涉是指波叠加中的一个特例，即产生稳定的叠加图样.
（3）声波的干涉。
（4）一切波都能发生干涉，干涉和衍射是波特有的现象。
【例1】关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是：（BD）
A.任意两列波都能产生稳定干涉现象
B.发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同
C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷
D.在振动加强的区域，有时质点的位移等于零
两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的，不是任意两列波都能产生稳定干涉现象的，两列波叠加产生稳定干涉现象的一个必要条件是两列波的频率相同，所以选项A是错误的而选项B是正确的；在振动减弱的区域里，只是两列波引起质点的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，也不可能各质点都处于波谷，所以选项C是错误的.在振动加强的区域里，两列波引起质点的振动始终是加强的，质点振动的最激烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，但这些点始终是振动着的，因而有时质点的位移等于零，所以选项D是正确的.所以本题应选B、D。
【注意】不论是振动加强点还是振动减弱点，位移仍随时间做周期性变化.
【课外作业】
1、教材：P5——（3）
2、学海导航：P2——4
【教学后记】