波的干涉

本节教材分析：
波的干涉是波的一种特殊的叠加现象，所以对波的叠加现象的理解是认识波的干涉现象的基础.教材首先讲了波的叠加现象，即两列波相遇而发生叠加时，对某一质点而言，它每一时刻振动的总位移，都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和.
在学生理解波的叠加的基础上，再进一步说明在特殊情况下，即当两列波的频率相同时，叠加的结果就会出现稳定的特殊图样，即某些点两列波引起的振动始终加强，某些点两列波引起的振动始终减弱，并且加强点与减弱点相互间隔，这就是干涉现象.
由于对干涉现象的理解，需要一定的空间想象力图，可借助图片、计算机模拟，尽可能使学生形象、直观地理解干涉现象.
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.
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.
教学过程
一、引入
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.
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
两列频率相同的水波相遇，会出现振动加强和振动减弱相互间隔的现象，形成稳定的干涉图样。

干涉；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。

在干涉现象中形成的图样叫干涉图样。

由于两列波的频率相同，振动加强处总是加强，振动减弱处总是减弱，所以出现了稳定的干涉图样。

［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：
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：
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?
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：
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.
[强化训练]
1.从一条弦线的两端，各发生一如图甲所示的横脉冲，它们均沿弦线传播，速度相等，传播方向相反，在它们传播的过程中，可能出现的脉冲波形是图乙中的（abd）
(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.
产生干涉的条件：两列波的频率相同。

说明：
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.声波的干涉.
4.一切波都能发生干涉，干涉和衍射是波特有的现象。