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波的干涉物理教案

作者:佚名  来源:不详  发布时间:2006-11-2 5:52:00  发布人:yujklj68kfg

   

教学目标

  1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点.
  2、知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象,知道干涉现象是波特有的现象.
  3、通过观察波的独立前进,波的叠加和水波的干涉现象,认识波的干涉条件及干涉现象的特征.


教学建议

  本节重点是对干涉概念的理解和产生稳定干涉条件的应用.学习中要注意两列波的波峰、波峰相遇处是振动最强的地方,波谷、波谷相遇处也是振动最强的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇处则是振动最弱的地方.干涉的图样是稳定的,振动加强的地方永远加强,振动减弱的地方永远减弱.
  为什么频率不同的两列波相遇,不发生干涉现象?
  因为频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到加强或总是减弱的区域,这样的两个波源不能产生稳定的干涉现象,不能形成稳定干涉图样.而波的干涉是波叠加中的一个特例,即产生稳定的干涉图样.
教师阅读下表:

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项目

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波的干涉

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备注

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概念

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频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且振动的加强区和减弱区相互间隔的现象

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波的干涉是波特有的现象

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产生稳定干涉条件

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(1)   两列波的频率相同;

(2)   振动情况相同.

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产生的原因

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波叠加的结果


 教学设计示例教学重点:波的叠加及发生波的干涉的条件.教学难点:对稳定的波的干涉图样的理解.教学方法:实验讨论法教学仪器:水槽演示仪,长条橡胶管,计算机多媒体新课引入:  问题1:上节课我们研究了波的衍射现象,什么是波的衍射现象呢?(波绕过障碍物的现象)  问题2:发生明显的衍射现象的条件是什么?(障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多)  这节课我们研究波的干涉现象,如果同时投入两个小石子,形成了两列波,当它们相遇在一起时又会怎样?请学生注意观察演示实验.一、波的干涉观察现象:  ①在水槽演示仪上有两个振源的条件下,单独使用其中的一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播;再单独使用另一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播.  现象结论:每一个波源都按其自己的方式,在介质中产生振动,并能使介质将这种振动向外传播.  ②找两个同学拉着一条长绳,让他们同时分别抖动一下绳的端点,则会从两端各产生一个波包向对方传播.当两个波包在中间相遇时,形状发生变化,相遇后又各自传播.(由于这种现象一瞬间完成,学生看不清楚,教师可用计算机多媒体演示)  现象结论:波相遇时,发生叠加.以后仍按原来的方式传播,是独立的.1.波的叠加:  在前面的现象的观察的基础上,向学生说明什么是波的叠加.教师板书:两列波相遇时,在波的重叠区域,任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和.

结合图下图解释此结论.

  解释时可以这样说:在介质中选一点 为研究对象,在某一时刻,当波源l的振动传播到 点时,若恰好是波峰,则引起 点向上振动;同时,波源2的振动也传播到了 点,若恰好也是波峰,则也会引起 点向上振动;这时, 点的振动就是两个向上的振动的叠加, 点的振动被加强了.(当然,在某一时刻,当波源1的振动传播到 点时,若恰好是波谷,则引起户点向下振动;同时,波源2的振动传播到了 点时,若恰好也是波谷,则也会引起 点向下振动;这时, 点的振动就是两个向下的振动的叠加, 点的振动还是被加强了.)用以上的分析,说明什么是振动加强的区域.

波源l经过半周期后,传播到P点的振动变为波谷,就会使P点的振动向下,但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同),所以,此时P点的振动可能被减弱,也可能是被加强的.(让学生来说明原因)

  问题:如果希望P点的振动总能被加强,应有什么条件?如果在介质中有另一质点Q,希望Q点的振动总能被减弱,应有什么条件?

总结:波源1和波源2的周期应相同.

2波的干涉:

  观察现象:③水槽中的水波的干涉.对水波干涉图样的解释中,特别要强调两列水波的频率是相同的,所以产生了在水面上有些点的振动加强,而另一些点的振动减弱的现象,加强和减弱的点的分布是稳定的.

  详细解释教材中给出的插图,如下图所示.在解释和说明中,特别应强调的几点是:①此图是某时刻两列波传播的情况;②两列波的频率(波长)相等;③当两列波的波峰在某点相遇时,这点的振动位移是正的最大值,过半周期后,这点就是波谷和波谷相遇,则这点的振动位移是负的最大值;④振动加强的点的振动总是加强的,振动减弱的点的振动总是减弱的.

让学生思考和讨论,并在分析的基础上,给出干涉的定义:

教师板书)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,形成的图样叫做波的干涉图样.

  请学生反复观察水槽中的水波的干涉,分清哪些区域为振动加强的区域,哪些区域为振动减弱的区域.

  最后应帮助学生分析清楚:介质中某点的振动加强,是指这个质点以较大的振幅振动;而某点的振动减弱,是指这个质点以较小的振幅振动,这与只有一个波源的振动在介质中传播时,各质点均按此波源的振动方式振动是不同的.

  问题:任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗?(不可以)为什么?(干涉是一种特殊的叠加.任何两列波都可以进行叠加,但只有两列频率相同)

总结:干涉是波特有的现象.

二、应用

  请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过波的干涉现象,举例说明:

  例1、水波的干涉现象.

  例2、声波的干涉现象.

三、课堂小结

  今天,我们学习了波特有的现象:波的干涉.请同学再表达一下:什么叫波干涉?什么条件下可能发生波的干涉?

  课后的任务是认真阅读课本.


探究活动
研究声音的干涉现象.

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