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物理课件波的干涉教学设计（通用10篇）物理课件波的干涉教学设计1一、教学目标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.二、教学重点：波的叠加原理和波的干涉现象.三、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.四、教学方法：实验法、电教法、训练法.五、教具：实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪.六、教学过程：（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.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1、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.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.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，形成两个波源，观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象.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.用多体展示课本水波的干涉图样及波的干涉的示意图问：为什么会出现这种现象呢？结合课本图10~22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，也不是零.3、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.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.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：B、D.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.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：练习三（1）（2）（3）物理课件波的干涉教学设计2一、教学目标1、知识与技能(1)能初步认识到声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介质。
波的干涉 知识点解析学习波的干涉要先理解波的叠加原理，再从波的干涉条件理解波的干涉现象．一、波的叠加原理两列波在空间相遇与分离时都要保持其原来的特性(如f 、A 、λ、振动方向)沿原来方向传播，而不相干扰，在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两列波引起的振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和，当这两列波的振动方向在同一直线上时，这种位移的矢量和简化为代数和．由波的叠加原理可知，任何两列波相遇都会产生叠加，叠加时对某一个质点来说，任意时刻振动的位移都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和，从而出现振动的加强点和减弱点．但不同频率的两列波叠加时，其振动的加强点与减弱点不是固定的，而是随时间变化的，因此不能形成稳定的干涉图样．只有当两列波的频率相同时，叠加的结果就会使某些点振动始终加强，某些点振动始终减弱，并且加强点和减弱点相互间隔，形成稳定的干涉图样．所以，波的干涉实质上是一种特殊的波的叠加现象.二、波的干涉1．干涉的概念：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，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫波的干涉，所形成的图样叫做干涉图样：2．产生稳定干涉的条件：两列波的频率相同．3．干涉区域内振动加强和振动减弱质点的判断：(1)最强：该点到两个波源的路程差波长的整数倍，即.λδn =(2)最弱：该点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，即)12(2+=n λδ根据以上的分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱．4．对波的干涉，我们还应理解以下几点：(1)振动最强点是振幅始终最大而不是位移始终最大：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移，在振动的过程中每个质点的振幅是不变的，而振动位移是随时间而改变的，所以振动最强点只是振幅最大的点，其位移仍在做周期性变化，其位移大小变化范围在振幅和零之间．(2)干涉图样中不是只有振动最强的质点和最弱的质点，同时也有振动强度在二者之间的质点，振幅不是最大也不是最小．(3)振动加强点在某个时刻的位移可能比同时刻的其他的振动质点的位移小．(4)干涉区域内所有质点的振动频率相同．三、典型例题分新：题型一：生活中波的干涉现象例l ：学校做广播体操时，同学们围绕由两个高音喇叭发声的操场走一罔，听到的声音是忽强忽弱的，为什么?解析：做广播体操时，两个高音喇叭发出相同频率的声音，在操场上形成了稳定的干涉现象，同学们绕操场走一圈时，经过了振动加强区域和振动减弱区域，即声音加强和减弱的区域，并且相互间隔，所以听到的声音忽强忽弱．点评：本题是在生活实际中发生的现象，要求分析时抓住关键字“两个高音喇叭是同时发声，听到忽强忽弱的声音”即是频率相同的两列声波产生的干涉现象，类似的现象还有水波的干涉等．题型二：振动加强点和减弱点的理解，波的叠加原理例2：如图l 所示，S 1、S 2是两个相干波源，它们振动同步且振幅均为2cm ，波速为2m/s ，波长为0.4m ．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷.关于图中所标的a ，b 、c 、d 四点，下列说法正确的有( )A ．该时刻a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动都最强B ．a 质点的振动始终是最弱的，b 、c 、d 质点的振动始终是最强的C ．b 、c 两点在该时刻的位移差是4cmD ．再过t=0.05s 后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：图中b 、d 、c 均为振动加强点，a 为振动减弱点．图中所示时刻，由叠加原理可知，b 点的位移是4cm ，c 点的位移是-4cm ，故两者的位移差是8cm ，再过0.05s ，a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，但a 仍然是振动减弱点，b 、c 仍然是振动加强点．故选AB 项。
第五节 波的干涉知识要点1、 波的叠加原理几列波相遇时，能够彼此独立地传播，互不干扰；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分别引起的位移矢量和。
这就是波的叠加原理。
2、 波的干涉1) 波的干涉：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振动的减弱区相互间隔的现象，叫做波的干涉。
形成的图样叫做波的干涉图样。
振动加强区：是两列波的波峰与波峰的叠加或波谷与波谷的叠加。
振动减弱区：是两列波的波峰与波谷的叠加。
对干涉图样的理解：稳定的干涉图样表示加强区和减弱区的相对稳定，但是加强区减弱区还是在做振动，发生变化的是振幅增大和减少的区别（相对于某一点振幅不变）。
2) 产生稳定干涉的条件：①两列波的频率相同；②振动情况相同。
3) 产生原因：波叠加的结果。
4) 注意① 振动加强是指振动质点的能量增大，即振幅增大，并不是指振动速度增大；② 振动减弱是指振动质点的合振动能量减小，即振幅减小。
③ 振动加强或振动减弱区域位置是确定的， 两列波步调一致时有：振动加强区：Δd ＝2n ·λ/2 （n ＝0，1，2，3……）振动减弱区：Δd ＝(2n ＋1)·λ/2 （n ＝0，1，2，3……）其中Δd 为该点到两波源的距离差值，称为波程差。
两列波步调相反时有：振动减弱区：Δd ＝2n ·λ/2 （n ＝0，1，2，3……）振动加强区：Δd ＝(2n ＋1)·λ/2 （n ＝0，1，2，3……）且振动加强区域始终振动加强，振动减弱区域始终振动减弱。
④ 误区：频率相同两列波发生干涉时，在振动加强的区域内的质点的位移总是最大，且不发生变化。
发生干涉时，振动加强的区域内的质点振动的位移也是周期性变化的而不是总处在最大值，它的振动等于两列波的振幅之和。
典型例题例1、一个波源在绳的左端发出半个波a ，频率为f 1，振动幅为A 1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波b ，频率为f 2，振动为A 2，P 为两波源的中点，如图10-33所示，在下列说法中正确的是（ ） A ．两列波同时到达两波源的中点P ； B ．两列波相遇时P 点峰值可达A 1＋A 2； C ．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形传播；D ．两列波相遇时，绳上的波峰可达A 1＋A 2的点只有一点，此时在P 点的左侧。
解析：因两列波在同一介质（绳子）中传播，所以波速相同，由图知λ1＞λ2，说明它们的波峰离P 点的距离不等，波同时传至P ，波峰不会同时到P 点，所以P 点波峰值小于A 1＋A 2；两列波波峰能同时传到的点应在P 点左侧，所AD 正确，B 错误。
又由于波具图10-33有独立性，互不干扰，所以C 正确。
答案：ACD 。
例2、如图10-34所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的衩线表示波峰，虚线表示波谷。
设两列波的振幅均为5cm ，且图示的范围内振动不变，波速和波长分别为1m/s 和0.5m 。
C 点是BE 连线的中点，下列说法正确的是（ ） A ．C 、E 两点都保持静止不动；B ．图示时刻A 、B 两点的竖直高度差为20cm ；C ．图示时刻C 点正处在平衡位置且向水面上运动；D ，从图示的时刻起经0.25s ，B 点通过的路程为20cm 。
解析：由波的干涉现象可知图中的加强区是质点A 、B 、E 的连线处，减弱区是过D 、F 的连线处和过P 、Q 的连线处，因此C 、E 两点是振动的加强点，不可能静止不动，A 错。
A 、B 在图示的时刻，A 在波峰，B 在波谷，它们振动是加强的，故振幅均为两列波振幅之和，均为10cm ，此时的高度差为20cm ，B 正确。
A 、B 、C 、E 均在振动加强处，且在同一条直线上，由图可知波是由E 处向A 处传播，在图示时刻的波形图如图10-25所示，由图可知C 点向水面（上方表示水面）运动，C 正确。
波的周期T ＝λ/ν＝0.5s ，0.25s ＝T/2，在半个周期内，质点的路程为振幅的2倍，所示振动加强点B 的路程为20cm ，D 正确。
答案：BCD 。
例3、如图10-26所示，在x 轴上A 、B 为振动情况相同的波源，同时向同一方向振动，相距3m ，振幅为0.05m ，两列波波长为2m ，问：⑴x 轴上坐标为1.0m ，1.5m ，2.0m ，2.5m 处质点的振幅各是多大？⑵若波速为5m/s ，则2.5m 处的质点在0.8s 内通过的路程为多少？解析：⑴C 和E 到A 、B 的路程差为：Δs C ＝CB －CA ＝1.0m ＝λ/2，Δs E ＝EA －EB ＝1.0m ＝λ/2，即C 、E 两点的振动是减弱的，两列波在这两点引起的振动总是方向相反，所以C 、E 两质点的振幅为零。
D 点和F 点到A 、B 的路程差分别为：Δs D ＝DA －DB ＝0，Δs F ＝FA －FB ＝2m ＝λ，即D 、F 两点的振动是加强的，两列波在这两点引起的振动总是方向相同，所以D 、F 两质点的振幅为A ＝2×0.05m ＝0.1m 。
⑵周期T ＝λ/v ＝0.4s ，经Δt ＝0.8s ＝2T ，由于F 点的振动总是加强的，振幅A ＝0.1m ，所示在0.8s 内的路程为s ＝8A ＝0.8m 。
例4、如图10-27所示，S 1，S 2是两个相同的相干波源，相距4m ，激起两列相干波的波长为λ＝2m ，则在以S 1S 2连线为半径，S 2为圆心的圆周上共有________处振动最弱的点。
解析：在两列波发生干涉时，当波程差Δd ＝(2n ＋1)λ/2，（n ＝0，1，2，3……）时，振动减弱。
设圆周上某点P 振动最弱，由干涉条件得：S 1P －S 2P ＝(2n ＋1)λ/2，（n ＝0，±1，±2，±3……），而λ＝2m ，S 2P ＝4m ，S 1P 在0至8m 之间，代入可得：n ＝(S 1P －S 2P)/λ－1/2＝±2－1/2，图10-34图10-25S 图10-27 x/m3.0 2.0 1.0 0 A D C E F B 图10-26即n 取－2－1/2与2－1/2之间的整数共4个：－2，－1，0，1。
由对称性可得在S 1S 2连线的上下两侧各有4个减弱点，共8上振动的最弱的点。
同步训练● 知识掌握1、两列波在介质中传播，相遇时发生波的_______，在相遇区域内，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的____________，相遇以后，各自保持_______继续向前传播。
2、能产生干涉的两列波的波源，其___________和___________相同。
3、两列波长相同的水波发生干涉现象，若在某时刻P 点处恰好是两列波的波峰相遇，O 点处恰好是两列波的波谷相遇，则（ ）A ．P 点振动加强，O 点振动减弱；B ．P 、Q 两点振动周期相同；C ．P 、Q 两点振动都加强；D ．P 、Q 两点始终处于最大或最小位移处。
4、关于波的干涉，下列说法正确的是（ ）A ．一列波影响了另一列波，这就叫波的干涉；B ．两列波相互叠加时，必定产生干涉；C ．两列波相互干涉是波叠加的结果；D ．频率不同的两列波不可能相互干涉。
5、S 1、S 2是两个相同波源，这两个波源发生干涉时，在干涉区域内有a 、b 、c 三个点，某时刻a 点为波峰与波谷相遇，b 点为两列波的波谷相遇，c 点为两列波的波峰相遇，问再经过T/2时间，振动加强的是（ ）A ．只有a 点；B ．只有c 点；C ．b 点和c 点；D ．a 点和b 点。
6、波的________和________现象是波特有的现象,其规律适用于________。
7、一个质点同时受到两列波的影响，若这两列波的波源振动情况完全相同，要使该质点不振动，则必须具备的条件是（ ）A ．质点到两波源的距离相等；B ．质点应在两波源的连线上；C ．质点到两波源距离之差等于半波长的奇数倍；D ．质点到两波源距离之差等于半波长的偶数倍。
● 能力提高8、如图10-28(a)所示，两相同的波相向传播，当它们相遇时，可能是波形是图10-28(b)中的（ ）9、关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是（ ）A ．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加；B ．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点就只是波峰与波峰相遇的点；C ．两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移也可能是零。
D ．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点位移大；10-28(a)10-28(b) ABC D10、如图10-29所示，S 1和S 2为频率相同的两个波源，以S 1和S 2为圆心的两组同心圆弧，分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），那么以下说法中正确的是（ ）A ．D 是振动加强的点，B 是振动减弱的点； B ．经过半个周期，B 点变成波峰，D 点变成波谷；C ．经过四分之一周期，B 、D 两个质点都位于平衡位置。
D ．经过半个周期，C 、E 两点振动加强，B 、D 两点振动减弱。
11、“隔墙有耳”、“闻其声而不见其人”是声音的___________现象；天空有时雷声不绝，这是声音的___________现象；体检时，医生在移动振动的音叉位置时，有时突然听不到声音，这是声音的___________现象。
12、如图10-30所示，两列简谐波均沿x 轴传播，传播速度大小相等，其中一列沿x 轴正方向传播（图中实线所示），一列沿x 轴负方向传播（图中虚线所示），这两列波的频率相等，振动方向均沿y 轴，则图中x ＝1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的的是x ＝________的点，振幅最小的点是x ＝________的点。
拔高挑战13、空气中两个完全相同的声源A 和B ，相距d ＝4.6m ，声波频率f ＝285Hz ，若在空气中的声速v ＝342m/s ，问A ，B 之间的连线上有哪几处的声音最响？14、如图10-31所示，MN 是足够长的水池边，S 1和S 2是池中水面上振动情况完全相同的波源，它们激起的水波波长λ＝2m 。
S 1，S 2连线垂直MN ，且与MN 分别相距为8m 和3m ，则池边处水面平静的有几处？答案：1、叠加，位移矢量和，原有的波形；2、频率，振动情况；3、BC ；4、CD ；5、C ；6衍射，干涉，一切波；7、C ；8、ABD ；9、C ；10、BC ；11、衍射，反射，干涉；12、4、8，2、6；13、有7处声音最响，它们距A 的距离分别为0.5m ，1.1m ，1.7m ，2.3m ，2.9m ，3.5m ，4.1m ；14、5处；1 2图10-29图10-30 图10-31。
