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高二物理选修3-4教案11、1简谐运动一、三维目标知识与技能1、了解什么是机械振动、简谐运动2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学的神奇，实验的乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律三、教学难点偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化四、教学过程引入：我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动1、机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）] （2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2、简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动讨论：a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
（2）弹簧振子为什么会振动物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力，回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。
碰撞与动量守恒错误!专题一动量守恒定律应用中的常见模型1。
人船模型此类问题关键在于确定物体位移或速度间的关系，并结合动量守恒求解。
2．完全非弹性碰撞模型此类问题特点是最后物体“合”为一体,具有共同的末速度。
利用动量守恒结合功能关系求解.3．爆炸模型此类问题动量守恒，其他形式的能转化为物体的动能,满足能量守恒。
4．“子弹打木块”模型（1)在此类问题中,由于木块处于光滑水平面上，子弹打击木块的过程中动量守恒。
(2)由于存在阻力做功，则系统的机械能减小，且减小量为阻力乘以相对位移(子弹打入木块的深度)，所以系统产生的内能，即热量Q＝fs相＝ΔE机。
［例1］如图11所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，上面站着一个人,车以速度v0前进。
已知车的质量为m1，人的质量为m2，某时刻人突然向前跳离车，设人跳离车时，相对于车的速度为v，求人跳离后车的速度。
图11[解析］由受力特点可知人与车组成的系统动量守恒。
由相对速度v可建立人、车末速度的关系.选取人和车组成的系统为研究对象。
人跳出车的过程中，系统的动量守恒。
取车前进方向为正方向，假设人跳出之后车的速度为v1，人的速度为v2。
对系统由动量守恒定律（m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2又v2－v1＝v，所以v1＝v0－错误!。
［答案] v0－错误!专题二多物体组成系统的动量问题及临界问题1.多体问题对于两个以上的物体组成的物体系，由于物体较多，相互作用的情况也不尽相同,作用过程较为复杂，虽然仍可对初、末状态建立动量守恒的关系式,但因未知条件过多而无法求解,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,建立多个动量守恒的方程，或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒的方程。
2．临界问题在动量守恒定律的应用中,常常会遇到相互作用的两物体相距最近,避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。
这类问题的求解关键是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态，挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程,运用动量守恒定律进行解答.[例2］如图1。
《动量守恒定律的应用》动量守恒定律的传统讲解方法是从牛顿第二定律和牛顿第三定律推导出动量守恒定律，或是通过大量的实验事实总结出动量守恒定律。
传统讲解方法没有教师的演示实验，很多学生对导出的动量守恒定律缺乏感性认识，不利于学生顺利地认识现象，建立概念与规律，以及应用规律去解决具体问题。
其实动量守恒定律并不依附于牛顿第二定律和牛顿第三定律，它本身是有实验基础的独立的物理定律。
所以应通过演示实验，启发学生讨论并总结规律，有利于学生对物理规律的掌握。
1、知识与技能：（1）理解动量守恒定律的确切含义和表达，知道定律的运用条件和适用范围；（2）会利用牛顿运动定律推导动量守恒定律；（3）会用动量守恒定律解决简单的实际问题。
2、过程与方法：（1）通过对动量守恒定律的学习，了解归纳与演绎两种思维方法的应用；（2）知道动量守恒定律的实验探究方法。
3、情感态度与价值观：（1）培养学生自觉学习的能力，积极参与合作探究的能力；（2）培养实事求是、具体问题具体分析的科学态度和锲而不舍的探究精神；（3）使学生在学习过程中体验成功的快乐；（4）培养学生将物理知识、物理规律进行横向比较与联系的习惯，养成自主构建知识体1、知道碰撞的特点和遵循的规律，会用动量守恒定律解决实际问题．2、了解中子发现的过程.3、知道反冲现象，了解火箭的工作原理，会用动量守恒定律解决反冲运动的问题．多媒体课件及其相关教材[先填空]1．在碰撞现象中，相互作用的时间很短，外力通常远小于碰撞物体之间的内力，可以忽略不计，认为碰撞过程中动量守恒．2．两物体碰后粘在一起，获得共同速度，这类碰撞属于完全非弹性碰撞．[再判断]1．发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．(√)2．发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．(×)3．碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．(√)。
1.5《学生实验：用单摆测重力加速度》教案一、教学目的1知识与技能（1）使学生学会用单摆测定当地的重力加速度；（2）使学生学会处理数据的方法；（3）让学生能正确熟练地使用秒表；（4）巩固和加深对单摆周期公式的理解.2过程与方法：（1）学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。
这一条探究之路。
（2）学习用累积法减小相对误差的方法.3情感态度与价值观（1）通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。
（2）通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。
二、教学重点与难点1重点：（1）了解单摆的构成。
（2）单摆的周期公式。
（3）处理数据的方法。
2难点：（1）计时的准确性。
（2）计数的准确性。
三、实验器材①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表四、教学过程（一）引入：美国阿波罗计划是人类历史上的一个壮举，人类首次踏上了地球之外的天体。
但是有人质疑整个计划可能是场骗局。
其中质疑之一就是某段录像中，根据人下落的距离和所用的时间，得到当地的重力加速度为约6.8m/s2，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速度约为1.6m/s2有较大偏差。
那么，除了这种通过自由落体运动，还有哪些方法可以测量当地的重力加速度呢？1物体作自由落体运动；2物体从光滑的斜面上由静止下滑；3弹簧测力计与天平：G=mg4用打点计时器：5用圆锥摆：6万有引力：（二）实验探究：1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度；会使用秒表、游标卡尺。
问题1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？问题2、该实验需要测量哪些量？计算出来的重力加速度是几位有效数字？2、实验原理：根据单摆周期公式，得：g= 。
据此，只要测得摆长l和周期T即可算出当地的重力加速度g（三位）。
问题3、单摆应选用什么样的球？为什么？CA、空心乒乓球B、实心泡沫球C、直径2cm铁球D、直径4cm铁球问题4、什么样的线？为什么？DA、粗棉线B、粗弹簧C、细橡皮筋D、细棉线问题5、线长度应当在什么范围内？为什么？CA、1cmB、10cmC、1mD、10m问题6、测量周期用什么测量工具？为什么？怎样读数？BA、时钟B、秒表C、打点计时器问题7、测量摆长用什么测量工具？为什么？怎样读数？ABA、米尺B、游标卡尺C、螺旋测微器3、实验器材：①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表问题8、怎样保证小球的摆动是简谐运动？如何保证摆动过程中摆长不变？如何保证摆角小于5°（10°）？问题9、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？如何对振动次数计数？问题10、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？4、实验步骤：(1）、根据讨论结果，各组编写实验步骤（强调编写步骤中要指明器材、方法、公式），设计表格(2）、出示参考实验步骤，表格，参考实验步骤：①做单摆，取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，并固定在铁架台上；②用米尺量出悬线长l准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径d，算出半径r，也准确到毫米，，算出摆长L=l+r；③把单摆从平衡位置拉开一个角度（<10o）放开它，用秒表测量单摆完成30次全振动（过平衡位置61次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。
高二物理选修3-4教案11．1简谐运动教学目的（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]{提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？{归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
第2讲磁感应强度磁通量磁与现代科技[目标定位] 1.知道磁感应强度的物理意义及单位.2.知道匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线分布情况.3.知道磁通量的概念，并会计算磁通量.4.知道磁现象在生活、生产中的应用，培养将科学服务于人类的意识.一、磁感应强度1．磁场不仅有方向性，而且有强弱，人们用磁感应强度B来描述磁场的强弱及方向．2．我们规定：穿过与磁感线垂直的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度．这样，磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小．3．单位：特斯拉，符号是T.1T＝1NA·m.4．方向：即该点的磁场方向，就是放在该点的小磁针N极受力的方向．5．匀强磁场：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．6．如果有几个磁场同时存在，它们的磁场就相互叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和．二、磁通量1．定义：我们把磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量，用Φ表示．2．表达式：当B⊥S时，Φ＝BS.单位：韦伯，符号是Wb.1Wb＝1T·m2.3．磁通密度：由上式得B＝ΦS，这表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度．三、磁与现代科技1．记录与磁：利用磁我们不仅可以记录声音和影像，还可以记录其他各种信息，如磁信息卡、磁防盗卡、磁签到卡等．2．交通与磁：磁悬浮列车有常导电磁铁吸引方式和超导电磁铁相斥方式两种形式．常导电磁铁吸引式是在导体底部和两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，使导轨钢板的吸引力与车辆重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行；超导电磁铁相斥式是根据磁铁同极相斥的原理.一、磁感应强度的方向1．磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向，或者是N极所受磁场力的方向，通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．2．同一空间有多个磁场时，其叠加时遵循矢量叠加的方法，即平行四边形定则．例1有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量B．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向D．小磁针N极的指向就是该处磁感应强度的方向答案ABC解析磁感应强度是用来描述磁场强弱及方向的物理量，A正确；磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向，故B、C正确．小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，D错误．借题发挥(1)磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同．(2)磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针的存在与否无关．二、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，若空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则．例2如图1所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d 位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()图1A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同答案 C解析由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场方向均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错误；由安培定则，两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等、方向相同，选项B错误；根据安培定则判断可知，两导线在c、d处产生的磁场分别垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，选项C正确、选项D错误．三、磁通量的理解1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS n.2．物理意义穿过某一平面的磁感线条数；若磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．温馨提示磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然．例3如图2所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S ＝0.4m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？图2答案0.12Wb解析方法一：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·S cosθ＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb. 方法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝B cosθ，则Φ＝B⊥S＝B cosθ·S＝0.6×0.4×cos60°Wb＝0.12Wb.四、磁与现代科技1．记录与磁(1)磁化原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．利用摩擦、接触等方法可以使物体磁化．(2)去磁使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁．敲击、加热可以使磁体去磁．(3)磁记录磁记录是把要记录的相关信息通过变化的磁场使磁带或磁条上的磁性颗粒磁化而记录信息的．在使用磁带或磁卡等磁记录物体时，一定不要将它们靠近磁铁等磁性物体，否则磁铁的磁场会破坏磁性颗粒的排列方式，将所记录的信息清除掉．2．交通与磁(1)常导电磁铁吸引式磁悬浮常导电磁铁吸引式是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10～15mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡，从而使车体悬浮于轨道上运行．如图3所示．图3(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮超导电磁铁相斥式，是根据磁铁同极相斥的原理，利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的斥力使车体悬浮．如图4所示．图4例4磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物．上海磁悬浮列车示范运营线项目于2018年4月26日正式通过国家竣工验收．正线全长约30km，设计最高运行时速430km/h，单向运行时间7min20s.图5(1)上海磁悬浮列车的结构如图5甲所示．轨道线圈下端是N极，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是________极．(2)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管．B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互________(选填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方．答案(1)S(2)螺线管的上方为N极排斥磁感应强度的方向1．有关磁感应强度B的方向，下列说法正确的是()A．B的方向就是小磁针N极所指的方向B．B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C．B的方向与小磁针在任何情况下S极受力方向一致D．B的方向就是磁感线的切线方向答案BD磁感应强度矢量的叠加2．在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图6所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()图6A．b、d两点的磁感应强度相等B．a、b两点的磁感应强度相等C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大答案 C解析如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误．a点的磁感应强度最大，c点的磁感应强度最小，B、D项错误，C项正确．对磁通量的理解3．如图7所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图7答案 BS 2 BS 2解析 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS 2.。
高二物理选修3-4教案11、1简谐运动一、三维目标知识与技能1、了解什么是机械振动、简谐运动2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学的神奇，实验的乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律三、教学难点偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化四、教学过程引入：我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动1、机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）] （2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2、简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动讨论：a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
（2）弹簧振子为什么会振动？物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力，回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。
高中物理选修3-4全套教案11．1简谐运动教学目的（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]{提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？{归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
第一章机械振动第1节简谐运动1．物体(或物体的某一部分)在某一________________两侧所做的________________，叫做机械振动，通常简称为________，这个中心位置称为____________．2．如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成________，并且总指向________________，则物体所做的运动叫做简谐运动或谐振动．物体所受的这个力叫__________，它与位移x的关系为____________．3．振动物体离开平衡位置的________________，叫做振动的振幅，振幅是表示________________的物理量；振子完成____________________所用的时间，叫做振动的周期(T)，________________内完成的____________的次数，叫做振动的频率(f)，周期和频率都是表示____________的物理量，关系式为f＝________.4．当振子在平衡位置时，弹簧伸长量(或压缩量)为____，振子速度________，此时弹性势能为____，动能有____________；当振子相对平衡位置位移最大时，弹簧伸长量(或压缩量)________，振子速度为____，此时弹性势能有____________，动能为____．弹簧的势能和振子的动能之和就是振动系统的总机械能，如果不考虑摩擦和空气阻力，振动系统的总机械能守恒．5．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是()A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移6．一个弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是()A．位移最大时，加速度最大B．位移最小时，加速度最大C．位移最大时，速度最大D．位移最小时，速度最大7．关于振幅的各种说法中，正确的是()A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C．振幅等于振子运动轨迹的长度D．振幅越大，表示振动越强，周期越长8．弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法中正确的是()A．在平衡位置时它的机械能最大B．在最大位移时它的弹性势能最大C．从平衡位置到最大位移处它的动能减小D．从最大位移处到平衡位置处它的机械能减小概念规律练知识点一简谐运动的的位移和速度1．一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是()A．若位移为负值，则速度一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零C．振子每次通过平衡位置时，速度一定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同2．如图1所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是()图1A．大小为OC，方向向左B．大小为OC，方向向右C．大小为AC，方向向左D．大小为AC，方向向右知识点二简谐运动的回复力3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐减小4．如图2所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是()图2A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力知识点三振幅、周期和频率5．弹簧振子在A、B间做简谐振动，O为平衡位置，A、B间的距离是20 cm，振子由A运动到B的时间是2 s，如图3所示，则()图3A．从O→B→O振子做了一次全振动B．振动周期为2 s，振幅是10 cmC．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cmD．从O开始经过3 s，振子处在平衡位置6．如图4所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P 点开始计时，则()图4A．振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B．振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C．振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D．振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期知识点四简谐运动的能量7．如图5所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体轻轻地放到M的上面，且m和M无相对滑动地一起运动，下述正确的是()图5A．振幅不变B．振幅减小C．最大动能不变D．最大动能减少8．在光滑斜面上的物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图6所示，现将A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是()图6A．OB越长，振动能量越大B．在振动过程中，物块A的机械能守恒C．A在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在O点时最小D．A在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B点时最小方法技巧练解决周期性和对称性问题的技巧9．一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10 cm的A、B两点，历时0.5 s(如图7所示)．过B点后再经过t＝0.5 s，质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点振动的周期是()图7A．0.5 s B．1.0 sC．2.0 s D．4.0 s10．物体做简谐运动，通过A点时的速度为v，经过1 s后物体第一次以相同速度v通过B点，再经过1 s物体紧接着又通过B点，已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm，则该简谐运动的周期和振幅分别是多大？。
高二物理选修3-4教案11、1简谐运动一、三维目标知识与技能1、了解什么是机械振动、简谐运动2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学的神奇，实验的乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律三、教学难点偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化四、教学过程引入：我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动1、机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）] （2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2、简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动讨论：a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
（2）弹簧振子为什么会振动物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力，回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。
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高二物理选修3-4教案郑伟文11．1简谐运动教学目的（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]{提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？{归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
第1节简_谐_运_动1.回复力是使物体回到平衡位置的力，其方向指向平衡位置，简谐运动的回复力满足关系式：F＝－kx。
2．由平衡位置指向物体所在位置的有向线段为物体的位移，振动物体离开平衡位置的最大距离为振幅，物体在一个周期内的路程为四个振幅，但四分之一周期内的路程不一定为一个振幅。
3．振子做简谐运动时，振动能量不变，振子远离平衡位置时，动能减小，势能增大。
机械振动与简谐运动[自读教材·抓基础]1．机械振动(1)机械振动：物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的往复运动，简称振动。
(2)平衡位置：物体能静止的位置(即机械振动的物体所围绕振动的位置)。
2．简谐运动(1)回复力：①概念：当物体偏离平衡位置时受到的指向平衡位置的力。
②效果：总是要把振动物体拉回至平衡位置。
(2)简谐运动：①定义：如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动。
②公式描述：F ＝－kx (其中F 表示回复力，x 表示相对平衡位置的位移，k 为比例系数，“－”号表示F 与x 方向相反)。
[跟随名师·解疑难]1．弹簧振子应满足的条件(1)质量：弹簧质量比小球质量小得多，可以认为质量只集中于振子(小球)上。
(2)体积：弹簧振子中与弹簧相连的小球的体积要足够小，可以认为小球是一个质点。
(3)阻力：在振子振动过程中，忽略弹簧与小球受到的各种阻力。
(4)弹性限度：振子从平衡位置拉开的最大位移在弹簧的弹性限度内。
2．简谐运动的位移(1)定义：振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示，方向为从平衡位置指向振子所在位置，大小为平衡位置到该位置的距离。
(2)位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。
3．简谐运动的回复力(1)由F ＝－kx 知，简谐运动的回复力大小与振子的位移大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，即回复力的方向总是指向平衡位置。
第2节动__量（对应学生用书页码P4)一、动量的概念1．定义物体的质量和速度的乘积。
2．定义式p＝mv。
3．单位在国际单位制中，动量的单位是kg·m/s。
4．方向动量是矢量，其方向与物体的速度方向相同,动量的运算服从矢量运算。
[特别提醒］在计算动量时必须规定正方向，与正方向同向为正，与正方向反向为负.二、动量守恒定律1．系统相互作用的两个或多个物体组成的整体。
2．动量守恒定律（1）内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变.（2)成立条件：系统不受外力或所受合外力为零。
(3)两物体在同一直线上运动时，动量守恒表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′3．动量守恒定律的适用范围及意义动量守恒定律既适用于宏观领域，又适用于微观或高速领域，它是自然界中最普遍、最基本的定律之一.1．判断：（1)物体的质量越大，动量一定越大.( ）(2）物体的速度大小不变，动量可能不变。
( )(3)物体动量大小相同，动能一定相同。
（）答案：(1)×(2）√(3）×2．思考:如图1.21所示，两个穿滑冰鞋的小孩静止在滑冰场上，不论谁推谁，两人都会向相反方向滑去。
在互相推动前，两人的动量都为零；由于推力作用，每个人的动量都发生了变图1。
21化。
那么，他们的总动量在推动前后是否也发生了变化呢？提示：系统的总动量守恒,系统内的每个人的动量发生变化,但系统的内力（相互作用力)不会改变系统（两个人)的总动量，推动前、后总动量都为零。
（对应学生用书页码P5）正确理解动量的概念1。
动量的瞬时性通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示.2．动量的矢量性动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。
有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运算。
3．动量的相对性物体的动量与参考系的选择有关。
按住Ctrl键单击鼠标打开教学视频讲课全册播放高二物理选修3-4教案11．1简谐运动教学目标：（一）知识与技能（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
（二）过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力（三）情感、态度与价值观通过观察演示实验，培养学生探究精神教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]{提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？{归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
第2节电磁场和电磁波1。
变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性振荡变化的电场产生同频率周期性振荡变化的磁场。
2．变化的磁场产生电场,均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性振荡变化的磁场产生同频率周期性振荡变化的电场。
3．变化的电场和磁场交替产生形成的电磁场在空间传播形成电磁波，电磁波为横波,可以在真空中传播,波速为c＝3。
0×108 m/s.4．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在。
错误!麦克斯韦电磁理论的两个基本假设[自读教材·抓基础]1．变化的磁场能够在周围空间产生电场(1）麦克斯韦认为，磁场随时间变化快,产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时,产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场。
(2)电场可由两种方式产生：①由电荷产生；②由变化的磁场产生。
2．变化的电场能够在周围空间产生磁场麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场强;若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场.稳定的电场周围不产生磁场。
［跟随名师·解疑难］1．对麦克斯韦电磁场理论的认识变化的磁场产生电场：如图3－2－1所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关。
导体环的作用只是用来显示电场的存在.图3－2－1(2）变化的电场产生磁场：如图3－2－2所示，根据麦克斯韦理论，在LC振荡电路中，当电容器充、放电的时候，不仅导线中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。
图3－2－22．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场［学后自检］┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手）应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图3－2－3所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场）的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场），正确的是（)图3－2－3解析：选BC A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场,A图中的下图是错误的；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差错误!，C图是正确的；D图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图像与上图相比较，相位相差π,故错误。
.....高中物理选修3-4 全套教课设计11 ． 1简谐运动教课目的（1）认识什么是机械振动、简谐运动（ 2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2 ．能力培育经过察看演示实验，归纳出机械振动的特色，培育学生的察看、归纳能力教课重点：使学生掌握简谐运动的答复力特色及有关物理量的变化规律教课难点：偏离均衡地点的位移与位移的看法简单混杂；在一次全振动中速度的变化课型：启迪式的解说课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教课过程（教课方法）教课内容[ 引入 ] 我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今日学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1 ．机械振动振动是自然界中广泛存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[ 解说 ] 细风中树枝的抖动、心脏的跳动、钟摆的摇动、声带的振动这些物体的运动都是振动。
请同学们察看几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特色？[ 演示实验 ] （1）一端固定的钢板尺[见图 1 （a） ] （2）单摆 [见图 1 （b） ]（3 ）弹簧振子 [ 见图 1（c ）（ d）]（4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图 1（ e） ]{发问 }这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动状况相同的、不同的它们的运动有什么共同特色？{归纳 }物体振动时有一中心地点，物体（或物体的一部分）在中心地点双侧做来去运动，振动是机械振动的简称。
.....2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（ 1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[ 议论 ] a ．滑块的运动是平动，能够看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，能够忽视不计 ,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c ．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
第1节光_的_干_涉1。
用单色光做双缝干涉实验时,屏上出现明暗相间的条纹,用白光做双缝干涉实验时，屏上出现彩色条纹。
2．屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±kλ时,该点为明条纹，屏上某点到双缝的距离之差Δr＝±（2k－1）错误!时,该点为暗条纹。
3．干涉图样中,相邻两明条纹或暗条纹的间距相同。
4．薄膜干涉是膜的前后两表面的反射光的干涉,观察薄膜干涉时，观察者应与光源在薄膜的同侧。
错误!双缝干涉[自读教材·抓基础]1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
(如图5－1－1所示）图5－1－11．实验过程让一束平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个光源,它们的振动情况总是相同的,两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加。
2．实验现象在屏上得到明暗相间的条纹。
3．实验结论实验证明光是一种波。
［跟随名师·解疑难]1．双缝干涉实验的装置示意图实验装置如图5－1－2所示，有光源、单缝、双缝和光屏.图5－1－22．单缝屏的作用获得一个线光源,使光源有唯一的频率和振动情况。
如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏.杨氏那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝,通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光。
3．双缝屏的作用红色平行光照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束振动情况完全一致的相干光。
4．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动总是同相；暗条纹处总是振动反相。
具体产生亮、暗条纹的条件为：(1)亮条纹的条件:屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。
即：｜PS1－PS2｜＝kλ＝2k·错误!（k＝0,1,2，3……）k＝0时，PS1＝PS2,此时P点位于屏上的O处,为亮条纹,此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。
k为亮条纹的级次。
(2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。
即:|PS1－PS2｜＝(2k－1)·错误!（k＝1,2，3……)k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开.5．双缝干涉图样的特点（1)单色光的干涉图样:如图5－1－3所示，若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹,且条纹间距相等。
中央为亮条纹，两相邻亮条纹（或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。
图5－1－3（2）白光的干涉图样：若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。
这是因为：①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹,各种色光都在中央条纹处形成亮条纹,从而复合成白色条纹.②两侧条纹间距与各色光的波长成正比,即红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小,即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合,这样便形成了彩色干涉条纹。
[学后自检］┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手）从两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到干涉条纹，是因为()A．手电筒射出的光不是单色光B．周围环境的漫反射光太强C．干涉图样太细小看不清楚D．两个光源是非相干光源解析：选D两只手电筒属两个各自独立发光的光源，根据物体的发光机理，二者发出的光是非相干光，因此它们照射到同一点时不发生干涉，因此无干涉条纹，故选项A、B、C错误,D正确。
薄膜干涉［自读教材·抓基础]1．产生原因光线入射到薄膜上,由薄膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相互叠加产生干涉.2．应用:检测平面的平整程度如图5－1－4(a）所示，用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉。
空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或削弱的情况也相同。
所以，如果被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线[图5－1－4(b）]；如果干涉条纹发生弯曲，就表明被测表面不平［图5－1－4（c)］。
图5－1－4[跟随名师·解疑难］1．薄膜干涉现象 (1)成因:如图5－1－5所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，下面厚、上面薄，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加。
在某些位置，这两列波叠加后互相加强，则出现亮条纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，则出现暗条纹.故在单色光照射下,就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
图5－1－5(2）现象:①每一条纹呈水平状态排列;②由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离不同，所以若用白光做这个实验，会观察到彩色干涉条纹. 2．薄膜干涉的应用——增透膜照相机、望远镜的镜头表面常镀一层透光的膜，膜的上表面与玻璃表面反射的光发生干涉,由于只有一定波长(一定颜色)的光干涉时才会相互加强,所以镀膜镜头看起来是有颜色的。
镀膜厚度不同，镜头的颜色也不一样。
一般增透膜的厚度是光在薄膜介质中传播的波长的14，即d ＝错误!，若厚度为绿光在薄膜中波长的错误!，则镜头看起来呈蓝紫色.［学后自检］┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄（小试身手)关于光在竖直肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法中正确的是（ )A ．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面发生反射，形成的两列光波叠加的结果B ．若出现明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的C ．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射间距小D ．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的解析：选AC 要想产生干涉现象,必须有两列相干光源.在肥皂膜干涉中,薄膜前后两表面反射的光正好是两个相干光源，它们相互叠加形成干涉条纹，所以选项A 正确；肥皂膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是不均匀的，并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的(若厚度相同,路程差处处相等，两列波叠加后,若是加强，处处光线加强，若是减弱，处处光线减弱，不会出现明暗相间的条纹），所以选项B 错误；波长越短的光波，对同一装置，干涉条纹越窄,绿光的波长小于黄光的波长,所以绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小，选项C 正确；出现亮、暗条纹的位置与薄膜厚度有关,对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹。
对暗条纹也是一样道理。
由于薄膜同一水平线上的厚度相同，因此干涉条纹基本上是水平的，所以选项D 错误。
错误!双缝干涉条纹分析[典题例析]1.如图5－1－6所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m 的橙色光做实验时，光屏P 点及上方的P 1点形成相邻的亮条纹。
若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P 和P 1点形成的亮、暗条纹的情况是( ）图5－1－6A ．P 和P 1都是亮条纹B ．P 是亮条纹，P 1是暗条纹C ．P 是暗条纹，P 1是亮条纹D ．P 和P 1都是暗条纹 ［思路点拨]（1）光屏上P 点形成亮条纹的条件是Δr ＝0。
(2）光屏上P 1点形成与P 点相邻亮条纹的条件是Δr ＝λ。
(3)P 和P 1是否为亮条纹,与入射光的波长有关. 解析：错误!＝错误!＝1。
5＝错误! P 1点对橙光:Δr ＝n ·λ橙，对紫光：Δr ＝nλ橙＝n ·32λ紫＝3n ·错误!因为P 1与P 相邻，所以n ＝1，P 1点是暗条纹。
对P 点，因为Δr ＝0，所以仍是亮条纹，B 正确. 答案：B[探规寻律]（1)判断屏上某点是亮条纹还是暗条纹的方法，看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差）与波长的比值. （2）要记住：路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处为暗条纹。
(3)上述结论成立的条件是：两个光源情况完全相同.［跟踪演练］如图5－1－7所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2,由S 1和S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。
已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹，则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。
设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于(）图5－1－7A．9.5λB．10λC．10。
5λD．20λ解析：选B由题设可知，从中央亮条纹P算起,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2－r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长,所以选项B正确。
双缝干涉图样特点［典题例析］2．关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是（)A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色干涉条纹D．照射单缝的单色光的波长越短,光屏上出现的条纹宽度越宽［思路点拨］（1）注意区别白光和单色光做双缝干涉时的干涉图样不同。
(2）明确干涉条纹的宽度与单色光波长的关系。
解析：用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹，故A错。
用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹）相间，故B正确。
红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹,故C错。
单色光的波长越短,光屏上出现的条纹越窄,故D错.答案：B［跟踪演练］在杨氏双缝干涉实验中，用红光照射双缝得到的干涉图样是(）A．一系列明暗相间的同心圆B．一些杂乱无章的点C．平行、等间距的明暗相间的条纹D．条纹中间宽、两边窄解析:选C单色光的双缝干涉条纹为平行、等距、明暗相间的条纹.故C对，A、B、D错。
薄膜干涉问题分析[典题例析]3．为了减少在透镜表面由于光的反射带来的损失,可以在透镜表面上涂一层增透膜.当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14时,从薄膜的前后两个表面反射回来的光所经过的路程差恰好等于半个波长,使它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量。
（1)一透镜表面涂了一层对绿光折射率为1。
38的氟化镁薄膜，为使波长为5。
52×10－7 m 的绿光在薄膜上反射叠加相消,求所涂薄膜的厚度是多少.（2）试解释涂有增透膜的镜头为什么呈紫红色。
［思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1）绿光在空气中的波长与薄膜中波长的大小关系； （2）薄膜的厚度与波长的大小关系。
解析：（1)由n ＝错误!＝错误!＝错误!得,光在镀膜中的波长λ＝错误!＝错误! m ＝4×10－7 m 所以所涂薄膜的厚度是错误!＝1×10－7 m 。
(2）入射光一般是白光,增透膜不可能使所有的单色光干涉相消，由于人眼对绿光最敏感，绿光又居可见单色光的中间，所以增透膜的厚度等于绿光在薄膜中波长的错误!，以消除的绿光为中心，这样红光和紫光没有得到显著的消弱，从镜头反射回来的光以红光和紫光为主，所以涂有增透膜的镜头呈紫红色。
