高中物理选修3-4教学设计2：12.4 波的衍射和干涉教案

课例：《波的干涉》教学设计[设计思路]教师在本节课的设计中，坚持以学生为主体，尊重学生的认知需要和规律，循序渐进的引领学生，使其学会观察实验现象，学会对实验现象背后的规律及原因，层层深入的进行思考和分析，最终能够对实验现象给予比较圆满的解释。

整节课的教学过程遵循着从简单到复杂、从现象到理论、从直观到抽象、从静态到动态、从特殊到一般、从定性到定量的教学顺序和层次。

教师通过整节课学习活动的设计，提高学生的观察、探究，以及思维能力。

这一设计思路具体体现在以下几个方面。

1.创设问题情境，激发学生兴趣，将学生带入教学主题。

教师用声波的干涉实验作为本节课的课堂引入，让学生对干涉现象形成初步的感性认识，也让学生产生认知冲突，即用两个音箱放出的声音并不是在任何位置都会让声音变大、变强。

为了加深学生对这一现象的认识，教师用示波器向学生演示声音波形，发现声波的振幅在不同位置呈现出明显差异，既让学生印象深刻，也突破了学生仅凭听觉对声音高低、大小分辨不清的问题。

这个实验可以起到调动学生积极性、激发探究兴趣和学习愿望的作用。

2.循序渐进引导学生观察实验、思考分析，与学生一起“做中学”。

（1）课堂引入从本节课开始的实验中，教师就给予学生明确的观察指导，如“捂上一只耳朵，在不同位置，分辨声音的大小（强弱）有没有变化”。

“捂上一只耳朵”，目的是避免两只耳朵的位置不同给观察造成障碍，提醒学生“在不同位置”和“分辨声音的大小变化”，目的是避免学生观察时过多地受到音调变化的干扰或将注意力放在音调的变化上，造成观察结果偏差。

之后，教师用示波器向学生演示声音波形，既让学生印象深刻，也突破了学生仅凭听觉对声音高低、大小分辨不清的问题。

这一过程也体现了从直接到间接，先感受后验证的观察认知顺序。

（2）波的叠加原理教学教师首先利用一维的弹簧波实验，让学生认识到波在传播过程中的独立性，即两波相遇后彼此错开或穿过，各自保持原有的运动状态，继续传播。

12.4波的衍射和干涉教案
一、教学设计说明
1.物理课程标准的基本要求
通过实验，认识波的衍射和干涉现象。

2.教材分析
《波的衍射》是《普通高中物理课程标准》选修模块3-4中第一主题“机械振动与机械波”中的内容，其基本内容要求是“通过实验，认识波的衍射现象。

”。

本节课的教学内容选自人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书2007年版《物理》选修3-4第12章第4节。

教材首先根据水波槽里水波遇到挡板会发生反射的现象，来进一步介绍水波在遇到比波长还小的障碍物时，会绕过它们继续传播，遇到有孔的屏时波通过小孔而在屏的后面向各个方向传播，得出“波的衍射”的概念。

然后通过水波实验来研究在什么条件下能够发生明显的衍射现象。

接着引申到其它形式的波，如声波、光波的衍射现象，一切波都能发生衍射，这是是对波的特性的介绍，也是进一步研究光的衍射的基础。

3.学情分析
教学主体——学生是普通高中二年级学生，已经掌握了机械波的形成和传播，反射和折射的知识。

学生已经具有一定的观察、类比和分析推理能力，具有初步的抽象思维和科学探究能力。

学生在生活中可能已经见到过波的衍射现象，但对于波的衍射知识仍是比较陌生的。

要想学好，需要较高的抽象逻辑思维能力和空间想象能力，这对大部分学生来说具有相当的难度。

因此在教学中应充分发挥实验与多媒体辅助教学的作用。

二、教案。

2.5《波的干涉、衍射》教案第2课时教学目标一、知识目标1.知道什么是波的衍射现象。

2.知道波发生衍射的条件。

3.知道衍射是波特有的现象。

二、能力目标提高学生从实验现象总结规律的能力。

三、德育目标通过对衍射现象的学习，使学生学会从现象中发现规律的方法。

教学重点1.波的衍射现象。

2.波能够产生明显衍射的条件。

教学难点产生明显衍射条件的教学。

教学方法实验归纳法、电教法、讲练法教学用具水波槽、两块挡板、两块有小孔的木板、实物仪、水波的衍射照片。

本节课的学习目标。

1.知道什么是波的衍射现象和衍射的定义。

2.理解发生明显衍射现象的条件。

3.认识衍射是波特有的现象。

学习目标完成过程一、引入［放录像］在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，好像它们并不存在。

［教师］在水波的传播过程中，遇到小石、芦苇等障碍物时，为什么会绕过它们继续传播呢？本节课我们来学习这种现象。

板书：波的衍射二、新课教学(一)波的衍射［演示实验］在实物仪上放一个发波水槽1.使振动片开始振动，观察产生的水波。

2.在波源的前方放一个障碍物(例如一块木板)，观察发生的现象。

3.在波源的前方放一个小的障碍物(如一段细铁丝)，观察水波在传播过程中发生的现象。

［学生操作］［学生描述看到的现象］教师总结并板书：1.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。

2.衍射有的时候不明显(例如刚才的现象二)，有的时候很明显(例如刚才的现象三)。

［演示实验］1.在仪上放一个发波水槽。

2.让振动片振动，观察水面形成的波。

3.在水槽内放两块挡板，当中留一窄缝，观察水波通过窄缝后怎样传播。

4.改变挡板间窄缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化？［学生描述看到的现象］［教师总结］通过以上现象可知：当波通过小孔时，也能产生衍射现象，且孔越小，衍射现象越明显。

板书：波的传播过程中，波偏离直线传播的方向而绕到障碍物或小孔的“阴影”区的现象，叫做波的衍射。

第十二章机械波12.4波的衍射和干涉（一）【学习目标】1．知道什么是波的衍射。

2．知道波发生明显衍射的条件。

3．知道衍射是波所特有的现象。

重点： 1.波的衍射现象。

2.波能够产生明显衍射的条件。

难点：产生明显衍射现象的条件的理解【自主预习】1.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的________。

2．实验表明：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。

3．一切波________发生衍射。

衍射是波________的现象。

4.衍射现象的理解①衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。

②凡能发生衍射现象的就是波。

③波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异。

④波长较长的波容易产生明显的衍射现象。

⑤波传到孔或障碍物时，孔或障碍物仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的渡在孔或障碍物后传播，就偏离了直线方向。

因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。

【典型例题】【例1】下列关于波的衍射的说法正确的是 ( )A．衍射是一切波特有的现象B，对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时，衍射现象明显 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大【例2】关于波的衍射．下列说法正确的是 ( )A．衍射是一切波的特性B．波长跟孔的宽度差不多时，能发生明显的衍射现象C．波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显D波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显【例3】甲、乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动 10次。

当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少?波速为多少?若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象?【例4】如图12－4－2所示是观察水面波衍射现象的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，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)之间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是( )A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果孔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，能更明显的观察到衍射现象【例5】．把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图12－4－3所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M 的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？【课堂反馈】1．以下关于波的衍射的说法中正确的是（）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得多时，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．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象2．如图10.4－4所示，S是振源，MN是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用的办法是（）A．增大S的振动频率B．减小S的振动频率C．N上移D．N下移【课后练习】1．以下关于波的衍射说法正确的是( )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得多时，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．只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象2．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )A．某些波在一定条件下才有衍射现象B．某些波在任何情况下都有衍射现象C．一切波在一定条件下都有衍射现象D．一切波在任何情况下都有衍射现象3．对于波长为100m的声波，下列说法正确的是( )A．在同一均匀介质中，此波比波长为20的声波传播得更快B．不能被听见C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D．只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象4．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率为5Hz，水波在水波槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径应为( ) A．10cm B．5mC．大于1cm D．小于1cm5．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸()A．可以跟声波波长相比较，使声波发生明显衍射B．比声波波长大得多，声波不能发生衍射C．可以跟光波波长相比较，使光波也发生衍射D．比光波波长大得多，光波不能发生明显衍射6．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是()A．水波绕过障碍物而继续传播的现象，即为波的衍射现象B．衍射现象是波特有的现象C．一切波都能发生衍射，只不过明显与否而已D．要发生明显的衍射，必须满足一定的条件7．在下列四种情况中，能够使声波发生明显衍射的情况是()A．声源频率为330 Hz，声速为340 m/s，障碍物尺寸为60 m×60 mB．声源频率为330 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为60 m×60 mC．声源频率为300 Hz，在空气中传播，障碍物尺寸为1 m×1 mD．声源频率为300 Hz，声速为1 500 m/s，障碍物尺寸为1 dm×1 dm8．关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．以上说法均不正确9．下列属于明显衍射现象的是( )A．隔墙有耳B．池中假山前有水波，假山后无水波C．河中芦苇后面没有留下无波的区域D．在大山前喊话，多次听到自己的声音10．关于衍射，下列说法正确的是( )A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域C．衍射只有波才能发生D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射11．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( ) A．增大小孔尺寸B. 减小小孔尺寸C．增大水波频率D．减小水波频率12．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为( )A．10 cm B．5 mC．d>1 cm D．d<1 cm13．波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是( )A．波长60 m的声波比波长17 m的声波传播速度慢B．波长60 m的声波比波长17 m的声波频率小C．波长60 m的声波比波长17 m的声波易发生衍射D．波长60 m的声波不能被反射14．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是( )15．如图10．4－5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．例题答案：1. 答案 ：A 、B 、D解析： 衍射是一切波特有的现象，所以选项A 对c 错；发生明显的衍射现象是有务件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B 是正确的；声波的波长在1．7 cm 到17 m 之问，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D 也是正确的。

课时124 波的衍射和干涉1通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。

知道衍射现象是波特有的现象,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

2了解波的叠加原理。

通过实验认识波的干涉现象和波的干涉图样。

3知道干涉现象是波所特有的现象。

知道波发生干涉现象的必要条件。

重点难点波的衍射的定义及发生明显衍射现象的条件;波的叠加原理、波的干涉现象、产生干涉的条件及有关计算。

教建议衍射和干涉是波特有的现象,也是生后面习光的衍射的基础。

对于波的衍射,教的关键仍在于实验的演示、观察和对实验现象的分析。

为了有助于对实验现象的分析和研究,可以在观察真实现象的同时,利用课件进行模拟,以便于使生对衍射留下更加清晰的印象。

在波的干涉习中,从波叠加的一般原理到满足相干条件下的干涉现象,生对“波是振动形式的传播”的理解得到加深,其中波的相干条件是习的难点。

导入新课泰山佛光是岱顶奇观之一。

每当云雾弥漫的清晨或傍晚,游人站在较高的山头上顺光而视,就可能看到缥缈的雾幕上,呈现出一个内蓝外红的彩色光环,这个光环将整个人影或头影映在里面,恰似佛像头上五彩斑斓的光环,故得名“佛光”或“宝光”。

你能解释这种现象吗?1波的衍射(1)定义波可以①绕过障碍物而继续传播的现象叫作波的衍射。

(2)发生明显衍射现象的条件只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长②相差不多,或者比波长③更小时,才能发生明显的衍射现象。

(3)衍射是波特有的现象,故一切波均可发生衍射现象。

“闻其声而不见其人”是④声波的衍射。

2波的叠加大量的事实和实验表明,几列波相遇时能保持各自的⑤运动特征继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波的振动,质点的位移等于几列波单独传播时⑥引起的位移的矢量和,这就是波的叠加原理。

3波的干涉(1)定义频率相同的两列波叠加时,某些区域的⑦振幅增大,某些区域的⑧振幅减小,这种现象叫作波的干涉。

(2)产生干涉的两个必要条件一是两列波的⑨频率必须相同;二是两个波的⑩相位差必须保持不变。

高中物理人教版选修3-4第十二单元第4课《波的衍射和干涉》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中物理人教版选修3-4第十二单元第4课《波的衍射和干涉》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
【知识与技能目标】
(1)通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理;
(2)知道波的干涉现象、干涉图样及波的干涉条件;
(3)知道干涉现象是波所特有的现象;
(4)知道波的衍射现象以及发生明显衍射的条件。

【过程与方法目标】
(1)分析相向传播的两列波的传播过程,尤其是相遇区域的质点的振动情况,从中得出波的叠加原理。

(2)通过对波的干涉图样的分析,知道振动加强区域和振动减弱区域的特点,从而加深对干涉现象的理解。

【情感态度与价值观目标】
通过共同分析,得出结论,培养学生科学探究能力,用科学的眼光认识世界,树立良好的世界观、价值观。

2学情分析
波的干涉和衍射是波的重要特性。

其中波的干涉的解释较难理解,需要从直线波的叠加加强与减弱过程的分析,逐步过渡到平面波。

3重点难点
(1)通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。

(2)波的干涉概念以及对波的干涉图样中振动加强点和减弱点的分析。

(3)波的衍射现象及发生明显衍射的条件。

4教学过程
4.1.1教学活动
活动1【导入】创设情境
下课时同学们在教室里聊天,我站在一边,可以同时听到大家的声音,并能辨别各自的说话内容。

这到底是为什么呢?
活动2【讲授】一：波的相遇和波的叠加。

4 波的干涉和衍射【设计思想】新课程强调高中物理应促进学生自主学习，而高二学生的学习自觉性增强，初步具备一定的独立学习能力和思考能力，结合本课内容特点，本节教学设计的主导思想是采用以教师启发引导为主的探究式教学，其中在探究干涉和衍射时采用不同的操作程序，旨在引导学生体会科学探究的思想和知道科学探究方法的多样性。

【教材分析】波的干涉和衍射是第十八章光的本性的第一节，本节由光的干涉和衍射两个部分组成，是对波的特性的一个总体介绍，也是进一步研究光的干涉和衍射的基础。

由于光的干涉和衍射现象在生活中并不常见，因此教材从学生熟悉的水波入手来研究波的干涉和衍射。

在对波的特性有一个总体认识的基础上再进一步研究光的本性，学生就比较容易接受。

【学情分析】学习本节的是高二的学生，此时的他们从形象思维为主的经验水平向以抽象思维为主的理论型水平的转变已初步完成，学习方式有所转变，接受知识的能力加强，逻辑思维推理能力已逐渐成熟，但学生缺乏对波的干涉和衍射必要的感性认识，要想学好，需要较高的抽象逻辑思维能力和空间想象能力，这对大部分学生来说具有相当的难度。

因此在教学中应充分发挥多媒体辅助教学的作用。

【教学目标】1．知识与技能①知道波的干涉和产生干涉的条件；②知道波的干涉是特殊情况下波的叠加；③知道波的衍射和明显衍射的条件；④知道一切波都能发生衍射；⑤了解生活中波的干涉和衍射的应用。

2．过程与方法①通过观察水波干涉的实验，使学生了解如何获取相干波和知道波的干涉现象及干涉条件；②通过观察水波衍射现象和观察不同缝宽波的衍射让学生知道波的衍射现象及明显衍射的条件。

2．情感态度与价值观①通过提问—猜想—实验—总结来培养同学们科学探究的方法和精神；②通过生活中干涉和衍射应用实例的学习来培养同学们把科技应用于社会发展的理念。

【重点和难点】重点：波的干涉和衍射的概念；干涉的条件及产生明显衍射的条件；难点：波的干涉和衍射的概念；干涉的条件及产生明显衍射的条件；【教学策略与手段】本节主要采用教师启发引导为主的探究式教学，但考虑到波的干涉和衍射实验现象不如课件模拟明显直观，因此借助电化教具做媒体的教学手段来辅助教学，以便突破教学难点。

第4节波的衍射和干预1.波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。

2．发生明显衍射的条件：缝孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。

3．波的干预是指频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小。

一、波的衍射1．定义：波绕过障碍物继续传播的现象。

2．两种衍射现象在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。

当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子〞区域里，如图12-4-1甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。

图12-4-1当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。

在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。

当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。

当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。

3．发生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽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。

二、波的叠加1．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，介质中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。

图12-4-2表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。

2．波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。

两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大。

两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。

(如图(如图12-4-2所示)12-4-3所示)图12-4-2图12-4-3三、波的干预1．定义频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象。

2．稳定干预条件两列波的频率必须相同。

两个波源的相位差必须保持不变。

高二物理选修34第十一章机械波第四节波的衍射和干涉教学目标：1.通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。

知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象过的条件2.了解波的叠加原理3.通过实验，认识波的干涉现象以及波的干涉图样，以及发生明显干涉现象的条件。

教学重点：波的衍射的定义以及发生明显衍射现象的条件教学难点：波的叠加原理，波的干涉现象，产生干涉的条件以及有关计算教学过程：一、导入新课、板书课题导入：泰山佛光是岱顶奇观之一，当云雾弥漫的清晨或者傍晚，有人站在较高的山头上顺光而视，就可以看到飘渺的雾幕上，呈现出一个内蓝外红的彩色光环，这个光环将整个人影或头影映在里面，恰似佛像头上五彩斑斓的光环，你能解释这种现象吗？二、出示目标、明确任务1、理解什么是波的衍射现象，理解波发生明显衍射现象的条件，以及衍射是波的特有现象2、掌握波的叠加原理，什么是波的干涉现象和干涉图样，干涉现象也是波所特有的现象3、熟记波的干涉和衍射在生活中的应用三、学生自学、独立思考阅读课本3235页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1、阅读课本第一部分波的衍射，回答下列问题○1观察实验，请描述所观察的现象？○2根据现象，请总结水波发生衍射现象的特点○3用一本书放在嘴的正前面不远处讲话时，声音并没有因为反射而使你们听不清楚，这说明了什么问题？○4观察实验，什么情况下衍射现象更加明显呢？2、阅读课本第二部分波的叠加，回答下列问题：○1你观察到什么现象？请从相遇时和相遇后做出描述。

○2波的传播，伴随着振动形式的传播，当波峰到某质点处，与质点振动到波峰是一致的，那么当两个波峰同时传到某一质点处，这个质点可能会发生怎样的状态变化？○3如果一列振幅为A的波的波峰和一列振幅为A的波谷同时传到某一个位置时，该质点的位置会在哪里？3、阅读课本第三部分波的干涉，回答下列问题○1观察实验，你观察到了什么现象？请描述。

○2相对平静说明该区域的振动有什么特点，激烈振动有说明该区域的振动有什么特点。

4 波的干涉和衍射【教学目标】一、知识与技能：1、知道波的干涉和衍射现象2、理解波的独立传播原理和叠加原理3、理解波产生稳定干涉现象的条件4、理解波产生明显衍射现象的条件二、过程和方法：通过对频率相同的两列波的相遇现象的观察，以及对频率不同的两列波的相遇现象的观察，并且对比，知道如何从现象中归纳波产生稳定干涉现象的条件。

通过观察在波源前放置不同大小的，不同形状的障碍物所产生的现象，并作对比，知道如何从现象中归纳产生明显衍射现象的条件。

三、情感、态度与价值观：让学生观察实验现象，并从中归纳出结论的过程，激发学生关心周围事物的兴趣。

【学情分析】这部分知识对学生来讲属于全新的，但由于新课标对这部分知识的要求只是定性的学习，所以如果老师能够做好演示实验，那么学生接受这部分知识并不困难。

学生在我们的生活中已经观察过干涉和衍射现象，很有必要引导学生去发现和再认识已经观察过的有关现象，这对培养学生学习物理的兴趣也很有意义。

【教学思路】以实验演示为突破口，引导学生认识新物理现象，归纳干涉、衍射的规律；然后依据波的叠加原理对所发生的现象作出解释；对易混淆的概念，通过对比分析予以澄清。

【教学重点、难点】重点：波的叠加、波的干涉、衍射及发生波的干涉、衍射的条件。

难点：波的独立传播原理和波的叠加原理、对干涉后加强与减弱的正确理解。

【教学方法、学习方法】1教法：实验观察法、点拨式讲授。

2学法：观察、思考、归纳总结。

【教学流程】【教学过程及知识要点】（一）波的叠加原理1. 观察分析实验现象及生活现象：绳上波的叠加、水波叠加2. 归纳总结规律：几列波在介质中相遇时能保持各自的特性（频率、波长、振动方向等）继续传播互不影响。

这就是波的独立传播原理。

在相遇区域里，任一质点的位移是各列波单独存在时在该点所引起的位移的矢量和。

这就是波的叠加原理。

（二）研究波的干涉1. 实验观察：注意观察频率相同的两列波的叠加情况，注意老师是引导提示，概括现象结论。

波的衍射和干涉基本知识基本技能1．波的衍射(1)定义：波绕过障碍物继续传播的现象。

(2)实验及现象①实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。

②现象A．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。

B．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波绕到挡板后面继续传播。

实例分析：单缝衍射如图所示是做衍射实验时拍下的照片。

甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。

【例1】如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N 板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。

为使A处水也能发生振动，可采用的方法是()A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大解析：本题考查能发生明显衍射现象的条件。

减小波源的频率使波长增大，移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显，故B、D正确。

答案：BD2．发生明显衍射现象的条件(1)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。

(2)波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。

(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射现象十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象也不容易观察到。

【例2】如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个狭缝，O是波源，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，下列描述中正确的是()A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等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，能更明显地观察到衍射现象解析：3．波的叠加原理(1)波的独立传播：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，即各自的波长、频率等保持不变。

选修3-4第十二章第6节波的干涉教设计一、教材分析《波的干涉》是人教版高中物选修3-4《机械波》第12章第6节的教内容，本节课为一个课时，主要习波的一种现象------干涉。

本节内容是对以后习光的干涉是很好的促进。

二、教目标1知识目标（1）知道波的叠加原(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2能力目标培养生的空间想象能力3情感目标通过波的叠加原，使生认识到事物之间的普遍联系三、重点难点重点：波的叠加原和波的干涉现象．难点：波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别四、情分析本节内容较为抽象，生对干涉和叠加的实质往往解的不透不到位，上课时应多在这些地方想些好的办法。

五、教方法实验法、电教法、训练法六、教具和课前准备1绳2、生准备：把导案的课前预习内容做完整并且核对答案。

3、教师的准备：多媒体课件制作，，课内探究案，课后延伸拓展案，还有教具的准备。

七、课时安排一个课时八、教过程：（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？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(1)波的叠加原［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，都改变原的运动状态呢？［演示］取一根长绳，两位同在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下，生观察现象［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为代和，这叫做波的叠加原［强训练］两列振动方向相同和振动方向相反的波叠加，振幅如何变？振动加强还是减弱？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(2)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，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，所以这两个波的振动频率和振动步调相同［生叙述现象］在振动的水面上，出现了一条条从两个波中间伸展出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：对于图中的点：设波S1、S2在质点引起的振幅分别为A1和A2，以图中点波峰与波峰相遇时刻计时波S1、S2引起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：对于点，在=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：在点，两列波引起的振幅都等于两列波的振幅之和，即点始终是振动加强点说明的几个问题：1从波S1、S2发出的两列波传到振动加强的点振动步调是一致的，引起质点的振动方向是一致的，振幅为A=A1+A22振动加强的质点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［生阅读课文相关内容］［强训练］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、b、c、d、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，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，所以选项也是正确的所以本题应选B、2解：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；点既不在振动加强区上，也(3)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［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？3什么是波的干涉？4产生稳定干涉的条件是什么？四、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 波的干涉。

波的干涉、衍射一、教学目标1.掌握波的干涉、衍射的概念和基本原理。

2.理解光的干涉、衍射现象。

3.能够应用波的干涉、衍射理论解释实际问题。

二、教学重点难点1.波的干涉、衍射的基本概念。

2.光的干涉、衍射现象的分析和应用。

三、教学内容1. 波的干涉1.干涉现象的实验现象–双缝干涉实验–单缝干涉实验2.干涉现象的解释–波程差–干涉条纹–等厚干涉3.干涉现象的应用–干涉测量–干涉仪的应用2. 波的衍射1.衍射现象的实验现象–单缝衍射实验–双缝衍射实验–圆孔衍射实验2.衍射现象的解释–衍射公式–衍射图样–采用夫琅禾费衍射公式计算实验结果3.衍射现象的应用–衍射光栅的应用–衍射仪的应用四、教学方法1.实验演示法2.课堂讲述法3.互动探究法4.讨论分组法五、教学过程1. 波的干涉1.实验演示干涉现象–双缝干涉实验–单缝干涉实验2.完成课本上的练习3.讲述干涉现象的基本原理4.指导学生完成干涉现象的计算实验5.应用干涉实验测量光波波长2. 波的衍射1.实验演示衍射现象–单缝衍射实验–双缝衍射实验–圆孔衍射实验2.完成课本上的练习3.讲述衍射现象的基本原理4.指导学生完成衍射现象的计算实验5.应用衍射公式计算衍射现象的结果六、教学评价1.实验实践表现评价2.课堂讨论表现评价3.实际应用能力评价七、教学反思本节课通过实验演示、讲述原理、计算实验和应用等方式，帮助学生掌握了波的干涉、衍射的基本原理和应用。

但是，在教学过程中还需要增加更多的实践环节和讨论机会，以更好地帮助学生加深理解和掌握应用。

2.培养学生通过实验观察和分析波的干涉、衍射现象的能力。
3.引导学生运用波动方程解释波的干涉、衍射现象。
三、教学内容
1.波的干涉：介绍干涉的定义、干涉的条件、干涉图样的特点及形成原理。
2.波的衍射：介绍衍射的定义、衍射的条件、衍射图样的特点及形成原理。
3.波动方程的应用：引导学生运用波动方程分析干涉、衍射现象。
学生活动：
-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。
-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。
-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。
-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。
-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.课后拓展应用
教师活动：
-布置作业：根据波的干涉、衍射课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
-提供拓展资源：提供与波的干涉、衍射课题相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。
-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。
5.总结：对本节课的内容进行总结，强调重点知识点。
五、教学方法
1.采用讲解法、实验法、问题驱动法，引导学生主动参与课堂。
2.利用多媒体课件辅助教学，增强课堂的趣味性。
3.组织小组讨论，培养学生的合作能力。
六、教学评价
1.课堂参与度：观察学生在课堂上的发言、提问及讨论情况。
2.练习题的正确率：检查学生对干涉、衍射知识点的掌握程度。
2024-2025学年高中物理第二章机械波5波的干涉、衍射教案4教科版选修3-4

波的衍射和波的干涉一、教学目标1．在物理知识方面的要求：(1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

(2)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；知道衍射现象的特点。

(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。

2．通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。

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。

二、重点、难点分析1．重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。

2．难点是对稳定的波的干涉图样的理解。

三、教具水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪。

四、主要教学过程(一)引入新课我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。

当波纹遇到障碍物后会怎样？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？本节课就要通过对现象的观察，对以上现象进行初步解释。

(二)教学过程设计主要思想是：遵照教材的编写意图，按“观察现象，归纳特征，而后得出结论”的大顺序进行教学。

观察中注意引导，分析中注意启发。

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。

由此给出波的衍射定义。

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在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察：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。

由此指出：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。