2.3波的干涉和衍射(教案)

波的干涉和衍射学案_【学习目标】1、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；知道衍射是波的特有现象。

2、知道波的叠加原理。

知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象；知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道什么是波的干涉现象和干涉图样，知道干涉现象的特点；知道干涉现象也是波特有的现象。

【自主探究】知识点一、波的衍射阅读课本P32，完成以下问题实验：水槽里放一块挡板作为障碍物，改变障碍物大小。

观察水波是否能够绕过障碍物。

波能够绕过障碍物继续传播，这种现象叫做________ ____。

实验说明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__________，或者比波长_____时，才能观察到明显的衍射现象．这就是波发生明显衍射现象的条件。

【说明】①衍射现象总是存有的，只有明显与不明显的差异。

障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件；波长越，衍射现象越明显。

②一切波都能发生衍射，衍射是波________的现象。

在满足一定条件时，一切波都能够发生明显的衍射。

“特有”是指凡是波都有。

所以，衍射现象是判断是否具有波动性的依据之一。

③当孔的尺寸远小于波长时即使衍射十分突出，但因为能量的减弱，衍射现象不容易观察到。

例1.以下关于波的衍射的说法，准确的是（）A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B．当障碍物的尺寸比波长大的多时，衍射现象很明显C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D．对通常的讲话声来说，尺寸为1m左右的障碍物能发生明显的衍射现象练习1. 请你解释“闻其声而不见其人”是什么原因？知识点二、波的叠加阅读课本P33第1-3自然段及实验思考并回答以下问题1、波的独立性特点：两列波相遇后彼此_______,仍然___________的运动状态,继续传播,就象________跟另一列水波_________一样。

2、位移特点：几列波相遇时,在其重叠的区域里,介质质点同时参与几列波引起的_____,质点的______等于这几列波单独传播时引起的_____________。

波的干涉与衍射教案一、教学目标1.知识与能力目标：(1)了解波的干涉与衍射的概念；(2)掌握干涉和衍射的条件；(3)了解干涉与衍射现象的应用。

2.过程与方法目标：(1)通过实例解释干涉与衍射现象；(2)运用实验和观察方法，研究干涉和衍射现象；(3)培养学生动手实验和观察的能力。

3.情感目标：(1)培养学生的观察和实验的兴趣；(2)引导学生对波的干涉与衍射现象的好奇心和求知欲。

二、教学重点与难点1.教学重点：(1)波的干涉与衍射的概念与条件；(2)干涉与衍射现象的实际应用。

2.教学难点：(1)干涉与衍射现象的实验方法和观察问题；(2)干涉与衍射现象的应用。

三、教学过程1.教师引入(1)运用教学实例和问题引导学生：-你们是否曾经注意到曲面水波的形状？-你们是否曾经看到光线照射到细缝后产生的彩虹效果？通过这些问题引导学生思考，进入本课的学习主题。

(2)教师简要介绍本课的学习目标。

2.学习与探究(1)学生小组合作：学生分小组，自由讨论并回答以下问题：-什么是波的干涉现象，有哪些条件？-什么是波的衍射现象，有哪些条件？-举例说明干涉与衍射现象的实际应用。

(2)小组展示：各小组派一名代表汇报小组讨论的结果，并进行整体讨论，教师解答存在的问题。

3.实验操作(1)波的干涉实验：-实验仪器：波源、屏幕、细缝、测量器具等；-实验步骤：1.将波源和屏幕固定在恰当位置。

2.用细缝光源照射屏幕，观察干涉现象。

3.调整细缝的宽度和距离，观察干涉带的变化。

-实验记录：学生记录实验步骤和观察结果，并进行分析和总结。

(2)波的衍射实验：-实验仪器：波源、屏幕、细缝、测量器具等；-实验步骤：1.将波源和屏幕固定在恰当位置。

2.用细缝光源照射屏幕，观察衍射现象。

3.调整细缝的宽度和距离，观察衍射图样的变化。

-实验记录：学生记录实验步骤和观察结果，并进行分析和总结。

4.结果分析(1)学生讨论干涉与衍射实验的结果，并分析其原因。

(2)教师对学生的结果进行指导和总结。

波的干涉教案高中物理目标：了解波的干涉现象，掌握干涉条纹的特点和计算方法。

一、引入让学生观察水面上两个石子投入水中产生的涟漪，并让他们思考为什么会有涟漪产生。

二、学习目标1.掌握波的干涉概念。

2.了解波的叠加原理。

3.学习干涉条纹的特点。

4.掌握计算干涉条纹间距的方法。

三、理论讲解1.波的干涉是指两个或多个波在空间某一点相遇时，彼此叠加而产生一种新的波动现象。

2.当两个波的波峰或波谷相遇时，会出现加强效应，形成明亮的干涉条纹；当波峰与波谷相遇时，会出现相消效应，形成暗淡的干涉条纹。

3.干涉条纹的间距可以用公式d=(λD)/d计算，其中λ为波长，D为两个波源到干涉点的距离，d为干涉条纹间距。

四、实验操作1.准备两个相干的波源，可以使用两个发声器或两个发光二极管。

2.在干涉板或双缝装置上观察波的干涉现象。

3.调整波源位置，观察干涉条纹的变化，并测量干涉条纹的间距。

五、讨论与总结1.请学生讨论干涉现象与波的叠加原理之间的关系。

2.让学生总结干涉条纹的特点，以及计算干涉条纹间距的方法。

3.教师进行总结，并回答学生提出的问题。

六、作业1.计算一组波的干涉条纹间距。

2.思考一下如果波源间距增大会对干涉条纹间距有何影响。

七、拓展可以让学生自行设计其他干涉实验，并观察不同波的干涉现象。

八、课后反思1.学生是否掌握了波的干涉概念和计算方法？2.学生在实验中是否能够准确观察到干涉条纹的特点？3.如果有不明白的地方，教师是否及时解答了学生的疑问？通过以上教学设计和实施，相信学生能够深入理解波的干涉现象，并掌握干涉条纹的特点和计算方法。

希望学生能够在实践中加深对物理知识的理解，培养科学探究的能力。

【注：可以根据需要调整教学内容和教学方法，让学生更好地理解和掌握知识。

】。

《波的衍射和干涉》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“波的衍射和干涉”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“波的衍射和干涉”是高中物理选修3-4 机械波这一章节的重要内容。

它是在学生已经学习了波的形成和传播、波的图象等知识的基础上，进一步研究波的特性。

这部分内容不仅是对前面知识的深化和拓展，也为后续学习光的波动性等内容奠定了基础。

教材首先通过生活中的实例引入波的衍射现象，让学生有一个直观的感受。

然后通过实验和理论分析，阐述了波的衍射条件和特点。

在波的干涉部分，教材重点讲解了干涉现象产生的条件、干涉图样的特点以及干涉条纹间距与波长等物理量的关系。

通过这部分内容的学习，有助于培养学生的观察能力、逻辑思维能力和科学探究精神。

二、学情分析学生在之前的学习中已经对机械波有了一定的认识，但对于波的衍射和干涉这两个较为抽象的概念，理解起来可能会有一定的困难。

此外，学生在实验设计和数据分析方面的能力还有待提高。

因此，在教学过程中，要注重引导学生观察实验现象，通过类比、推理等方法帮助学生理解抽象的概念，同时要加强对学生实验能力的培养。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解波的衍射现象和衍射条件。

（2）掌握波的干涉现象产生的条件和干涉图样的特点。

（3）会运用波的干涉原理分析和解决相关问题。

2、过程与方法目标（1）通过观察实验现象，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

（2）经历探究波的衍射和干涉规律的过程，培养学生的科学探究能力和创新思维。

3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。

（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

四、教学重难点1、教学重点（1）波的衍射条件和衍射现象的特点。

（2）波的干涉现象产生的条件和干涉图样的特点。

2、教学难点（1）对波的衍射现象的理解和分析。

5．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示
(2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变． ②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随 时间变化)． ③加强区与减弱区互相间隔．
例2 波源S1和S2的振动方向相同，频率均为4 Hz，分别置 于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2 m，如图所示．两 波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源 振动的初始相位相同．求： (1)简谐横波的波长． (2)OA间合振动振幅最小的点的位置．
注意：波的干涉是波的叠加的特殊情 形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射 都是波的特有现象。
思考与讨论
振动加强的区域始终加强是不是指 该处的质点的振动位移总是为最大值？ 振动减弱的区域始终减弱是不是指该处 的质点的振动位移总是为最小值？
结论：振动加强（或减弱）的区域是 指质点的振幅达最大值（或最小值）， 而不是指振动的位移，因为不管是加 强区还是减弱区，质点都在作振动， 它们的位移是时刻在变化的。
4．加强点和减弱点的判定方法 (1)条件判断法 振动情况完全相同的两波源的波叠加时，加强、减弱条件 如下：设点到两波源的距离差为 Δx.若两波源振动步调相 同，即相位差为零， 当 Δx＝2k2λ(k＝0,1,2，…)时为加强点； 当 Δx＝(2k＋1)2λ(k＝0,1,2，…)时为减弱点． 若两波源振动步调相反，即相位差为 π，则上述结论相反． (2)现象判断法 若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强 点．若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．
思考与讨论
试从水波的干涉图样中分析出各加强区处的任一 质点到两波源之间的距离存在什么规律？减弱区呢？
波的干涉
假设两列波振动步调一致时，即同相时，在叠 加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S1、 S2，两列波的波长为λ，则有 1、若P点为振动加强点：

光的干涉与衍射实验教案一、实验目的本实验旨在通过实际操作，观察光的干涉与衍射现象，加深对波动性光学原理的理解，培养学生的实验操作能力以及思维分析能力。

二、实验器材- 激光器- 片状狭缝- 黑纸- 透镜- 球面反射镜- 接收屏幕- 适配器- 支架- 尺子- 毛玻璃板三、实验原理1. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。

当两束光波相遇时，由于光波的波动性质，会发生叠加和相互干涉，形成增强或减弱的干涉条纹。

2. 光的衍射光的衍射是指光通过狭缝或物体边缘时，由于其波动性质，产生的弯曲和扩散现象。

衍射使光线弯曲和扩散，形成明暗相间的衍射图样。

四、实验步骤1. 实验一：观察激光光束经过狭缝的衍射现象- 将激光器放置在实验室的一端，打开激光器。

- 在光路上放置一个片状狭缝，并将狭缝与激光光束垂直放置。

- 在狭缝的后方放置一个黑纸作为接收屏幕。

- 观察并记录光束经过狭缝后的衍射图样。

2. 实验二：观察光经过透镜的干涉现象- 将透镜放在光路上，并利用调节适配器和支架，确保透镜与光路的垂直。

- 打开激光器，调试适配器和透镜的位置使得光能够通过透镜。

- 在透镜后方放置一个接收屏幕。

- 观察并记录透镜后的干涉图样。

3. 实验三：观察光经过球面反射镜的干涉现象- 将球面反射镜放在光路上，并调整位置使得光能够反射到接收屏幕上。

- 打开激光器，持续进行观察。

- 调整球面反射镜的位置，观察反射出的干涉图样的变化。

5. 实验四：观察光经过毛玻璃板的衍射现象- 将毛玻璃板放置在光路上，并确保光能够通过板上的小孔洞。

- 打开激光器，观察光经过毛玻璃板后的衍射现象。

- 观察并记录衍射图样的变化。

五、实验结果分析通过实验一至实验四的观察，我们可以看到光经过狭缝、透镜、球面反射镜、毛玻璃板后分别产生了不同的干涉与衍射图样。

这些图样的变化可以通过波动光学的原理来解释和分析。

通过观察图片记录，可以进一步加深学生对干涉与衍射现象的理解，并结合实验数据进行图像分析。

波的衍射和干涉（教师版）知识点归纳一、波的衍射1.定义：波可以①障碍物继续传播的现象.2.发生明显衍射的条件：缝、孔或障碍物的尺寸跟波长②，或者③时，才能观察到明显的衍射现象.3.④都能发生衍射，衍射是波⑤的现象.二、波的独立传播原理和叠加原理1.波的独立传播原理：几列波相遇后能够保持各自的⑥继续传播，这叫做波的独立传播原理.2.波的叠加原理：几列波相遇时，在它们的重叠区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于几列波单独传播时引起的位移的⑦.三、波的干涉：1.定义：⑧相同的两列波叠加，使某些区域的振动⑨、某些区域的振动⑩的现象.2.条件：○11相同是两列波产生干涉的条件.3.○12都能够发生干涉，干涉是波○13的现象.四、对发生明显衍射现象条件的理解1.衍射是波特有的性质，衍射不需要条件.2.发生明显衍射的条件是缝、孔或者障碍物的尺寸d 比波长λ小或者相差不多，小得越多，衍射越明显.3.明显衍射发生时，并不一定能够很清楚地感受到，如当小孔远远小于波长时，衍射应当非常明显，但我们却观察不到，是因为单位时间内通过小孔的能量很小，使水波的振幅很小.五、对干涉现象的理解1.干涉的必要条件：两列波的频率相同.2.干涉图象的特征：①加强区和减弱区的位置固定不变.②加强区始终加强，减弱区始终减弱，不随时间变化.③加强区和减弱区互相间隔.3.对加强区和减弱区的理解：4.①加强区:是指质点的振幅为两列相遇波振幅之和A=A 1+A 2，质点还是在原来的平衡位置附近振动，位移不总是最大.5.②减弱点:是指质点的振幅为两列相遇波振幅之差6.A=∣A 1-A 2∣，当两列波的振幅相等时，减弱点的位移始终为零.7.加强点的位移不一定大，减弱点的位移不一定小.8.③加强点和减弱点的判断：当振动频率相同、振动情况完全相同的两列波相遇时，点到两波源的路程差为x ∆，9.当x ∆等于波长的整数倍时，即x ∆=k λ(k=0,1,2···),10.振动加强.11.当x ∆等于半波长的奇数倍时，即x ∆=（2k+1）2λ(k=0,1,2···),振动减弱.若振动步调相反，则以上结论也相反.若某点总是波峰与波峰（波谷与波谷）相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，该点为振动减弱点.典型例题例1如图所示，S是波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可以左右移动，两板中间有一狭缝，此时A点没有明显振动，为了使A点能发生明显振动，可采用的方法是()A．增大波源的频率B．减小波源的频率C．将N板向右移D．将N板向左移【解析】A点要发生明显振动，就是要出现明显的衍射现象，而发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小或者跟波长差不多，当狭缝距离不变时，必须增大波长，而v是一定的，由v＝fλ可知，要增大λ则只要减小f，故B正确．当波长λ不变时，将N板左移，使狭缝距离d减小，也能产生明显衍射，故D正确．故本题应选B、D.【答案】BD例2两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速度沿同一直线相向传播，t＝0时刻的图形如图10－1所示，图中小方格的边长为0.1m，则以下不同时刻，波形正确的是()【解析】根据波的叠加原理可知，叠加后任一点位移为两列波分别引起位移的矢量和，经0.3s、0.4s、0.5s、0.6s后，每列波形往前平移的距离分别为0.3m、0.4m、0.5m、0.6m，由叠加原理可知A、B、D正确。

光的干涉与衍射是光学中的两个重要现，它们在光学研究中具有重要的应用价值。

在高中物理教学中，学生需要掌握这两个现象，并且理解它们之间的区别。

在本文中，我们将对光的干涉与衍射进行深入的分析，帮助学生更好地理解它们之间的差异。

一、光的干涉光的干涉是指两束或两个以上的光相遇并叠加产生干涉花纹的现象。

干涉可以是构成明暗相间的互补性条纹，也可以是干涉环。

干涉现象表明，光是一种波动，光的波长既然存在，对光的物理现象进行干涉研究就使得光学成为了一门量子物理学。

干涉现象有很多种类，其中最基本的是双缝干涉。

这个干涉的实验设置简单，其原理是在平行光线穿过双缝时会折射并振动，后经过双缝后分绕射到同一焦平面上，形成干涉花纹，该干涉花纹的间距应符合等式：δn≈nλ/d，其中n为光程差，λ是光的波长，d是双缝的间距。

除了双缝干涉以外，还有很多其他干涉现象，如杨氏双缝干涉、等厚干涉、菲涅尔双棱镜干涉等，但它们的基本原理都一样，即相干光波的叠加产生干涉花纹。

相干光波是指光的相位和振幅都相同的两个或两个以上的波。

在干涉实验中，首先需要保证光源是单色光源（即只有特定波长的光波），并且使用同一光源，这样才能产生相干光波，从而产生干涉。

二、光的衍射光的衍射是指光通过小孔（或其他小的障碍物）时，沿着不同方向扩散形成光斑，边缘由暗到亮，中心最亮，这就是光的衍射。

简单地说，光的衍射现象是由于光波的传播经过了一些障碍物或小孔之后产生的，它并没有直接照射到目标上。

如果没有障碍物或孔径就不会有衍射现象。

光的衍射是与衍射孔（或障碍物）的大小有关的。

当衍射孔的尺寸远大于光的波长时，衍射现象几乎不会出现。

当衍射孔的尺寸与光的波长相当或更小时，衍射现象就会变得非常显著。

在这种情况下，光波会被散射到不同的方向上，产生光的衍射花纹。

衍射现象也有许多种类，其中最常见的是单缝衍射和双缝衍射。

在单缝衍射实验中，光通过单狭缝时会呈现出交替的暗条纹和亮条纹，这种干涉模式很像是双缝干涉的最基本形式。

教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性,了解光弹性效应、电光效应和磁光效应。

掌握相位差、光程差的计算,会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。

掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。

教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。

第十三章 光的干涉一、光线、光波、光子在历史上，光学先后被看成“光线"、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。

当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =)，光的波动性就难以显现，在这种情况下,光可以看成“光线”，称为光线光学,。

光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。

光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。

让电磁波的波长趋于零,波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。

二、费马原理光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即(,,)0QPn x y z ds δ=⎰三、光的干涉光矢量（电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。

类似于机械波的干涉，光的干涉满足:222010*********cos()r r E E E E E ϕϕ=++-1020212cos()r r E E ϕϕ-称为干涉项,光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为:12I I I =++(1—1）与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有：1221,cos()0r r I I I ϕϕ=+-=四、相干光的研究方法（一)、光程差法两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。

能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length ）。

设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则,n c v νλνλ==，两式相除得n vcλλ=，定义介质的折射率为： c n v=得 n nλλ=可见，一定频率的光在折射率为n 的介质中传播时波长变短，为真空中波长的1n倍.光程定义为光波在前进的几何路程d 与光在其中传播的介质折射率n 的乘积nd .则光程差为(1)nd d n d δ=-=-由光程差容易计算两列波的相位差为21212r r δϕϕϕϕϕπλ∆=-=-- （1—2)1ϕ和2ϕ是两个相干光源发出的光的初相。

2.发生明显衍射现象的条件
障碍物或缝、孔的尺寸比波长小,或跟波长相差不多。
一、波的衍射
说明: ①一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 ②这仅是发生明显衍射的条件，不是衍射的条件。 ③当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍
射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到。
二、波的衍射实例
实例1：在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的小石 子、芦苇、会绕过他们继续传播，好像他们并不存在。 实例2：隔墙有耳
四、波的干涉
5.加强点和减弱点的判断方法（两波源振动完全相同）
如图A、B是两个振动情况相同的波源，点P到A、 B距离分别是S1 和S2 ，则波程差ΔS：
P点是振动加强点的条件是：
S S1 S2 n (n 0，1，2，)
P点是振动减弱点的条件是：
S S1 S2 (2n 1) / 2 (n 1，2，3，)
特例： 干涉
干涉条件 干涉现象及规律 应用
注意：振动的强弱与振幅大小相联系，不是位移的大小。
两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样．而要 产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样，则需要满足一 定的条件。 产生干涉的条件：1.两列波的频率必须相同（称为相干波）
2.两列波的相位差保持不变
特别说明：1.干涉的实质是波的稳定叠加，
但叠加未必都产生干涉现象。 2.一切波（只要满足条件）都能发生干涉现 象，干涉和衍射一样都是波的特有现象．
波的衍射和干涉
1.知道什么是波的衍射现象，知道衍射和干涉是波特有的现象。 2.知道波发生明显衍射现象的条件。 3.知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象和干涉图样。 重点： （1）衍射现象及发生明显衍射现象的条件； （2）波的叠加原理和波的干涉现象。 难点： （1）对产生明显衍射现象的条件的理解； （2）波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。

衍射现象
衍射类型 衍射公式
干涉动画
干涉现象
展示两列波相遇时产生干涉的现 象，说明干涉是波的叠加产生加
强或减弱的现象。
干涉类型
介绍不同类型的干涉，如驻波和 行波干涉，并解释它们在实验中
的应用。
干涉公式
介绍干涉的定量公式，如波动方 程和干涉相长公式，并解释其在
理论分析中的作用。
综合演示动画
综合演示 实验分析 应用实例
CATALOGUE
结论与总结
结论
衍射是波绕过障碍物继续传播 的现象，是波特有的性质。
干涉是两列频率相同的波相互 叠加，形成稳定的强弱分布的 现象。
衍射和干涉是波动性质的重要 表现，在生产和生活实际中有 广泛的应用。
总结
本课件介绍了波的衍射和干涉的 基本概念、产生条件、现象和应
用。
通过动画演示和实验视频，帮助 学生深入理解衍射和干涉的原理
当两列或多列波相遇时，它们相互叠 加形成干涉现象。
反射
当波遇到较大的障碍物时，波会被反 射回来，形成反射现象。
CATALOGUE
波的干涉
干涉现象
干涉现象定义 干涉现象的实例 干涉现象的特点
干涉原理
干涉原理概述
1
干涉原理的数学描述
2
干涉原理的应用
3
干涉分 类
CATALOGUE
演示动画
衍射动画
CATALOGUE
实验操作
衍射实验
准备实验器材
包括光源、狭缝、屏幕等。
操作步骤
调整光源和狭缝的位置，观察衍射现象，记录实验数据。
数据分析
分析衍射图像，计算衍射角、衍射强度等参数，并与理论值进行 比较。
干涉实验
准备实验器材

波的衍射和波的干涉一、教學目標1．在物理知識方面的要求：(1)知道什麼是波的衍射現象和發生明顯衍射現象的條件。

(2)知道波的干涉現象是特殊條件下的疊加現象；知道兩列頻率相同的波才能發生干涉現象；知道衍射現象的特點。

(3)知道衍射和干涉現象是波動特有的現象。

2．通過觀察水波的衍射現象，認識衍射現象的特徵。

通過觀察波的獨立前進，波的疊加和水波的干涉現象，認識波的干涉條件及干涉現象的特徵。

二、重點、難點分析1．重點是波的衍射、波的疊加及發生波的干涉的條件。

2．難點是對穩定的波的干涉圖樣的理解。

三、教具水槽演示儀，長條橡膠管，投影儀。

四、主要教學過程(一)引入新課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，並向周圍傳播。

當波紋遇到障礙物後會怎樣？如果同時投入兩個小石子，形成了兩列波，當它們相遇在一起時又會怎樣？本節課就要通過對現象的觀察，對以上現象進行初步解釋。

(二)教學過程設計主要思想是：遵照教材的編寫意圖，按“觀察現象，歸納特徵，而後得出結論”的大順序進行教學。

觀察中注意引導，分析中注意啟發。

1．波的衍射(1)波的衍射現象首先觀察水槽中水波的傳播：圓形的水波向外擴散，越來越大。

然後，在水槽中放入一個不大的障礙屏，觀察水波繞過障礙屏傳播的情況。

由此給出波的衍射定義。

波繞過障礙物的現象，叫做波的衍射。

再引導學生觀察：在水槽中放入一個有孔的障礙屏，水波通過孔後也會發生衍射現象。

看教材中的插圖，解釋“繞過障礙物”的含義。

(2)發生明顯波的衍射的條件在前面觀察的基礎上，引導學生進行下面的觀察：①在不改變波源的條件下，將障礙屏的孔由較大逐漸變小。

可以看到波的衍射現象越來越明顯。

由此得出結論：障礙物越小，衍射現象越明顯。

②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。

可以看到，當波長越小時，波的衍射現象越明顯。

由此指出：當障礙物的大小與波長相差不多時，波的衍射現象較明顯。

12.4波的衍射和干涉教学设计●教学目标一、知识目标1.知道的衍射和波的叠加原理.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.二、能力目标培养学生的空间想象能力.三、德育目标通过波的叠加原理，使学生认识到事物之间的普遍联系.●教学重点波的叠加原理和波的干涉现象.●教学难点波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别.●教学方法实验法、电教法、训练法.●教学用具实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪.●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标：1.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律.2.知道波的干涉现象，知道干涉是波的特性之一.3.理解波的干涉原理.4.知道产生稳定干涉现象的条件.●学习目标完成过程一、引入［投影复习思考题］1.什么叫波的衍射？2.产生明显的衍射的条件是什么？学生答波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射.只有缝、孔的宽度和障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能产生明显的衍射现象.教师：波的衍射研究的是一个波源发出波的情况，那么两列或两列以上的波在同一介质中传播，又会发生什么情况呢？二、新课教学(一)波的叠加原理［设问］把两块石子在不同的地方投入池塘的水中，就有两列波在水面上传播，两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，都改变原来的运动状态呢？［演示］取一根长绳，两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下，学生观察现象.［学生叙述现象］现象一：抖动一下后，看到有两个凸起状态在绳上相向传播.现象二：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形跟相遇前一样.［教师总结］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.［多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形］［教师］刚才，通过实验，我们知道了两列波在相遇前后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响，那么在两列波相遇的区域里情况又如何呢？［多媒体模拟绳波相遇区的情况］［教师总结］在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.当两列波在同一直线上振动时，这两种位移的矢量和简化为代数和，这叫做波的叠加原理.［强化训练］两列振动方向相同和振动方向相反的波叠加，振幅如何变化？振动加强还是减弱？学生讨论后得到：两列振动方向相同的波叠加，振动加强，振幅增大.两列振动方向相反的波叠加，振动减弱，振幅减小.(二)波的干涉［实物投影演示］把两根金属丝固定在同一个振动片上，当振动片振动时，两根金属丝周期性地触动水面，形成两个波源，观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象.［教师说明］由于这两列波是由同一个振动片引起的，所以这两个波源的振动频率和振动步调相同.［学生叙述现象］在振动的水面上，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.［用多媒体展示课本水波的干涉图样及波的干涉的示意图］［教师］为什么会出现这种现象呢？结合课本图10~30进行分析：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引起a 质点的振动图象如下图甲、乙所示，当两列波重叠时，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.说明的几个问题：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A=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.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(例如b点)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b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.说明的几个问题：1.从波源S1、S2发出的两列波传到b点时引起b点的振动方向相反，振幅为A=|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.［学生阅读课文相关内容］［强化训练］1.如图所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是下图中的哪个？2.如图所示是两列波发生干涉的图样，图中a、b、c、d、e各点的振动情况如何？参考答案1.当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)重叠的区域里所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变，所以选项B 正确.当两列波完全相遇时(即重叠在一起)，由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点，振动的位移加倍，所以选项C也是正确的.所以本题应选B、C2.解：a是振动减弱点；b、c是振动加强点，d处在振动加强区上，因此也是振动加强点，只好在此时刻它恰好处在平衡位置上；e点既不在振动加强区上，也不在振动减弱区上，因此它的振幅既不是最大，也不是零.(三)产生波的干涉的条件［对比投影演示实验］实验一：在投影仪上放一个发波水槽，用同一振动片带动两个振针振动，观察产生的现象.实验二：在投影仪上放一个发波水槽，用二个振针分别激起两列水波，观察发生的现象.［学生叙述现象］现象一：看到了稳定的干涉图样(实验一)现象二：实验二中，得到的干涉图样是不稳定的.［教师总结］如果互相叠加的两列波波源频率相同，振动情况相同，则产生稳定的干涉现象.说明：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.如果两列波频率相同，但振幅相差很大将不会有明显的干涉现象，因为振动加强区和振动减弱区都在振动，振幅差别不大.［强化训练］关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是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零参考答案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. ［题后总结］1.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.2.一切波都能够产生干涉和衍射现象；反之能够发生干涉和衍射现象的必定是波. 三、小结 ［投影出示小结思考题］1.什么是波的独立性？2.什么是波的叠加原理？3.什么是波的干涉？4.产生稳定干涉的条件是什么？ 四、作业1.课本P 18第3题2.课本 P 18的做一做：观察声音的干涉现象. 五、板书设计 1.频率相同的两列波叠加，使某些区域内的振动加强，某些区域内的振动 减弱，且振动加强和减弱的区域互相间隔，这种现象叫做波的干涉. 2.产生稳定干涉的条件：两列波的频率相同.3.①确定干涉时，加强区域和减弱区域的位置是确定的，即加强点(域)始终加 强，减弱点(域)始终减弱. ②不论是增强区还是减弱区，各质点都做与波源相同的振动，各质点的位 移是周期性变化的波的衍射和干涉。

1．波的衍射(1)波的衍射现象首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大。

然后，在水槽中放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。

波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。

再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。

看教材中的插图，解释“绕过障碍物”的含义。

(2)发生明显波的衍射的条件①在不改变波源的条件下，将障碍屏的孔由较大逐渐变小。

可以看到波的衍射现象越来越明显。

由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显。

②可能的话，在不改变障碍孔的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。

可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越明显。

由此得出结论：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。

小结：发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。

波的衍射现象是波所特有的现象。

在生活中，可遇到的波的衍射现象有：声音传播中的“隔墙有耳”现象；在房间中可以接受到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象。

教师在线例1．一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为（ ）A 、水波的波长增大B 、水波的周期增大C 、水波的频率减小D 、水波的振幅减小例2．如图所示，S 为波源，M 、N 为两块挡板，其中M 板固定，N 板可上下移动，两板中间有狭缝。

此时，测得A 点没有振动，为了使A 点发生振动，可采用的方法是（ ）A 、增大波源频率B 、减小波源频率C 、将N 板向上移动一些D 、将N 板向下移动一些同步训练1．如图所示是观察水面波衍射的试验装置，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 为波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（ ）A ．此时能明显观察到波的衍射现象B ．挡板前波纹间距离相等C ．如果将孔AB 扩大有可能观察不到明显的衍射现象D ．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察衍射现象2．如图是不同频率地水波通过相同地小孔所能到达区域地示意图， 情况中水波地频率最大； 情况中水波地频率最小。

高二物理教案设计光的干涉与衍射实验高二物理教案设计——光的干涉与衍射实验实验目的：通过本次实验，让学生掌握光的干涉与衍射的基本原理和性质，通过实际操作观察和测量实验现象，培养学生实验设计和数据处理的能力。

实验器材：1. 激光器2. 分束镜3. 双缝装置4. 屏幕5. 尺子6. 牛顿环实验装置实验原理：光的干涉是指在光通过两个或多个空间相干光源时，光的波动性质引起的波的叠加现象。

光的衍射是指当光通过有缝隙或有相应形状物体时，光的波动性质引起的波的扩散现象。

实验步骤：1. 实验一：光的干涉a. 将激光器对准分束镜，使激光平行入射。

b. 调整分束镜，使激光在屏幕上形成两束相干光束。

c. 观察干涉条纹的生成及变化。

调整分束镜的角度，观察干涉条纹的移动情况。

d. 测量相邻两个明纹或暗纹的距离，计算出波长。

2. 实验二：光的衍射a. 将激光器对准双缝装置，使激光垂直入射。

b. 观察双缝衍射的现象，并测量出相邻两个暗纹或亮纹的距离，计算波长。

c. 改变双缝的间距或者光的波长，观察衍射现象的变化。

3. 实验三：牛顿环a. 将牛顿环实验装置的反射镜与透镜接触紧密。

b. 点亮激光器，使光经过透镜垂直照射到反射镜上，观察牛顿环的现象。

c. 通过测量牛顿环的暗环半径和外圈暗环半径，计算出透镜的曲率半径。

实验结果分析：1. 实验一的结果分析通过实验一中的干涉现象观察与测量，学生可以得到激光的波长，从而探讨光的干涉现象与波长之间的关系。

2. 实验二的结果分析通过实验二中的衍射现象观察与测量，学生可以探究光的衍射现象与双缝间距、波长之间的关系，为深入理解光的衍射现象提供实验依据。

3. 实验三的结果分析实验三中使用牛顿环实验装置，通过观察牛顿环现象，并测量暗环半径和外圈暗环半径，学生可以计算出透镜的曲率半径，进一步了解光的干涉现象在实际应用中的作用。

实验拓展：1. 探究光的干涉条纹与波长、双缝间距和入射角度之间的关系。

2. 尝试使用单缝装置进行衍射实验，并观察和测量单缝衍射的现象，分析与双缝衍射的异同点。

波的干涉、衍射一、教学目标1 知识和技能：（1）知道波的叠加原理（2）知道波的干涉是特殊情况下波的叠加现象，知道干涉图样（3）知道干涉的必要条件（4）提高实验观察能力和正确表述实验现象的能力2 过程和方法：熟悉和适应课堂教学中运用现代信息技术和环境3 情感、态度、价值观：培养合作与分享的学习习惯二、教学设计思路和流程“波的干涉”是高中物理教学的重要内容，也是学生学习的难点。

本节课力图贯彻“以学生发展为本”的教学理念，在课堂教学模式上有所突破，同时根据学生的认知过程而致力于教学环节的设计，使学生掌握基础知识，提高基本能力。

首先注意创设学习情景，激发学生的学习兴趣，形成良好的学习动机。

在整节课上安排了多个演示和学生实验，把对干涉现象的理解建立在坚实的实验观察基础之上。

在教学手段方面则充分运用现代信息技术的平台，以多媒体动画课件复现“转瞬即逝”的物理过程，提高观察和思维训练的效果。

同时，设计一定量的学生活动与合作学习，使学生在体验和探究的基础上得出结论。

为了解决课堂教学中的个别化教学难题，尝试使用“提示卡”。

三、教学准备：自制声波驻波演示器、长约两米的透明水槽、改进的发波水槽6套、计算机一台、摄像机、投影仪等。

四、教学过程（一）引入新课（直接切入课题）上节课我们研究了波的衍射现象，知道波可以绕过障碍物继续传播，这是波特有的一种现象，今天我们来研究波特有的另一种现象——《波的干涉》。

（二）新课教学一、波的叠加演示声音驻波实验，激发学生兴趣。

约2米长的有机玻璃管中平铺一些染色泡沫粒子，一头用平滑的盖子封闭，另一头接扬声器，当扬声器发出一列约160 Hz声波，管中粒子排列成一个一个扇面，波腹处扇面高，波节处扇面小。

把盖子拿掉，现象消失，盖子装上，现象出现。

教师说明：扬声器发出的一列波与平滑的盖子反射的波在管中相遇形成了这样的现象。

提出问题：在日常生活中是否见过两列波相遇的情况？学生举例 。

1、波的独立传播性播放雨滴落在水面的录像，要求学生边看边想：两列水波相遇后，是否与小球相碰一样，会改变原来的运动状态？学生通过观察，发现水波相遇后继续一圈一圈的向外传播，此时教师指出两列波相遇，跟小球相碰不一样！小球相碰后运动状态会改变，而两列波相遇，它们能彼此穿过，穿过后波的形状和传播的情形都不变，保持各自的运动状态继续传播，彼此都不受影响，这种现象表明波具有独立传播性。

波的反射、折射和衍射【教学目标】1．知道什么是波的反射现象，什么是波的折射现象，什么是波的衍射现象。

2．掌握波的反射规律和折射规律。

3．掌握波发生明显衍射的条件。

4．知道衍射现象是波特有的现象。

【教学重点】1．波的反射规律和折射规律。

2．波发生明显衍射的条件。

【教学难点】波发生明显衍射的条件。

【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：前几节课我们学习了机械波的形成过程以及机械波的描述方法，今后几节课我们将要学习波的一些特有现象：波的反射和折射，波的衍射，波的干涉。

这些现象是波动形式的共同特征，也是学好以后知识的基础。

教师出示幻灯片展示蝙蝠的“眼睛”和雷达的相关资料，引出波的反射。

二、新课教学（一）波的反射1．波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射。

观看回音壁的相关视频。

思考讨论并回答：同学们在日常生活中看到或听到的哪些现象是属于波的反射现象？（1）回声是声波的反射现象。

原因是对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播。

（2）夏日的雷声轰鸣不绝。

原因是声波在云层界面多次反射。

（3）在空房间里讲话感觉声音响。

原因是：声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳。

人耳只能分开相差0.1s 以上的声音。

所以，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果。

（4）水波传到岸边也会发生反射现象。

下面我们通过水波的反射来研究波的反射特点。

【演示】在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，在水面上从波源发出一列圆形波。

将实验现象用投影仪投影在屏幕上。

实验现象：（1）水面上形成一列圆形波。

（2）画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰波谷。

教师阐述一下概念：（1）波面：朝各个方向传播的波峰或波谷是在同一时刻构成的，叫做波面。

（2）波线：与各个波面垂直的线用来表示波的传播方向，叫做波线。