课时提升作业(二十一)
(40分钟 100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)
1.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以v表示声源的速度, v′表示声波的速度(v A.f增大,v′增大 B.f增大,v′不变 C.f不变,v′增大 D.f减小,v′不变 2.下列说法中正确的是( ) A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小 B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振 C.超声波在水中传播的距离要比光波远得多 D.“只闻其声不见其人”是声波的干涉现象 3.下列说法中,正确的是( ) A.孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C.只有孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象 D.只有波才有衍射现象 4.在同一地点有两个静止的声源,发出声波1和声波2 在同一空间的空气中沿同一方向传播,如图所示为某 时刻这两列波的图像,则下列说法中正确的是( ) A.声波1的速度比声波2的速度大 B.相对于同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象 C.这两列波传播的方向上,不会产生稳定的干涉现象 D.这两列波传播方向上运动的观察者,听到这两列波的频率可以相同 5.如图所示,O是水面上一波源。实、虚线分别表示该时 刻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔。不考虑波的反射因 素,则再经过一段时间后,水面上的波形将分布于( ) A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域 C.阴影Ⅱ以外区域 D.上述答案均不对 6.如图所示,在一条直线上两个振源A、B相距6m,振动频率相等。t0=0时刻A、B开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,A的振动图像为甲,B的振动图像为乙。若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则( ) A.t2=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下 B.两列波在A、B间的传播速度大小均为20m/s C.两列波的波长都是4m D.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点 7.如图所示,水面上有A、B两个振动情况完全相同的振 源,在AB连线的中垂线上有a、b、c三个点,已知某时 刻,a点是两列波的波峰的相遇点,c点是与a点相邻的两列波的波谷相遇点,b为a、c的中点,则以下说法正确的是( ) A.a点是振动加强点,c点是振动减弱点 B.a点与c点都是振动加强点,b点是振动减弱点 C.a点与c点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱点,而b点可能变成振动加强点 D.a、b、c都是振动加强点 8.(2013·桂林模拟)如图所示为两列相干水波的叠加情 况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,两列波的振幅均 为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别为 1 m/s 和1 m,则下列说法正确的是( ) A.C、D点是振动加强点 B.C、D点是振动减弱点 C.A、B两点的竖直高度差为10cm D.A、B两点的竖直高度差为20cm 9.一列简谐横波在t=0时刻的波形图线如图所示,已 知质点P在t=0.1s时第一次回到平衡位置,且质点P 比质点Q先回到平衡位置,则下列判断中正确的有 ( ) A.波沿x轴正方向传播,波速为7.5m/s B.波沿x轴正方向传播,波速为5m/s C.该波和另一列相向传播的频率为Hz的简谐波相遇时,可以发生干涉现象 D.图中质点P与距原点位置为x=60.5m的质点的位移大小总相等,方向总相反 10.一条弹性绳子处于水平状态,M为绳子中点,两端P、Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图,机械波的传播速度由介质决定,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是( ) A.波源P的起振方向是向上的 B.波源Q产生的波将先到达中点M C.中点M的振动始终是加强的 D.M点的位移大小在某时刻可能为零 二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 11.(12分)如图所示,实线和虚线表示振幅、周期相同,沿同一条直线向相反方向传播的两列正弦波刚相遇的情形,分析相遇后时刻,各质点a、b、c、d、e的位移大小和速度方向的情况,并说明哪些点是振动加强的,哪些点是振动减弱的? 12.(能力挑战题)(18分)如图所示,S1、S2为水面上相距 2m的两个波源,振动频率均为f=5Hz,并且相位总是相同, 水波的速度v=2m/s,S1、S2的连线与河岸MN平行。问靠近 MN的水面上共有几个振动加强的点? 答案解析 1.【解析】选B。当声源与观察者的相对位置发生变化时,观察者接收到的频率发生改变的现象叫做多普勒效应。当声源的速度增大时接收器接收到的频率变 大,声波的速度由介质决定,其速度不会发生变化。 2.【解析】选B、C。由多普勒效应可知,若声波波源向着观察者运动,则接收到的声波频率增大,A错;声波击碎玻璃杯是声波频率与玻璃杯的固有频率相同,玻璃杯发生共振导致破碎,B正确;由于水对光波吸收比对声波吸收多,所以超声波在水中传播的距离比光波要远得多,C正确;“只闻其声不见其人”是声波的衍射现象,D错。 3.【解析】选C、D。波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象,发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或比波长更小。孔径大并不是不衍射,只是衍射现象不明显,所以A、B错误,C正确;衍射现象是波特有的现象,所以D正确。 4.【解析】选B、C。不同频率的声波在同种介质中传播速率相同,A错;由于声波1的波长长,相对同一障碍物,声波1比声波2更容易发生衍射现象,B正确;由f=,可知声波1的频率小,所以在这两列波的传播方向上,不会产生稳定的干涉现象,C对,D错。 5.【解析】选B。由图中看出A比波长大很多,故衍射现象不明显。Ⅰ区没有水波;B孔与波长差不多,衍射现象明显,故Ⅱ区、Ⅲ区都有水波。图中空白区域水 波可直接传到,故B正确。 6.【解析】选A。两波周期均为0.2s,波速为v=m/s=10 m/s,则两波波长为λ=vT=2m,A点的振动信息传到B点需时间Δt=s=0.6s,在t2=0.7s时刻B已经振动了T/2刚好回到平衡位置正向下振动,故B、C错,A正确。虽然C点到两个波源的距离相等,但由于两波源振动情况相反,故C点为振动减弱点,D错。 7.【解析】选D。在AB的垂直平分线上的所有点到A、B的路程差都等于零,因此都是振动加强点,故A、B、C均错,D对。 8.【解析】选B、D。图示时刻,C、D两点是波峰和波谷的相遇点,是振动的减弱点,A错B对。A、B两点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点,是振动的加强点,它们的振幅均为10cm,故A、B两质点的竖直高度差为20cm,C错D 对。 【变式备选】如图所示,在双曲线-=1的两个焦点F1 和F2上放置两个频率相同的波源,它们激起的波的波长 为4cm。就图中A、B、C、D四个质点的振动情况,下面 说法中正确的是( ) A.若A、B振动加强,则C、D振动一定减弱 B.若A、B振动加强,则C、D振动一定加强 C.A、B、C、D振动一定加强 D.A、B、C、D振动一定减弱 【解析】选B。根据双曲线的性质可知,F1和F2这两个频率相同的波源到A、B 两点间的路程差为8cm,是波长的整数倍,而F1和F2到C、D两点间的路程差为0,所以A、B、C、D四点干涉情况相同,要么都是振动加强点,要么都是振动减弱点, 正确选项为B。 9.【解题指南】解答此题可按下列步骤思考: (1)P比Q先回到平衡位置说明P离波源近。 (2)x=3处质点振动形式传到P时由公式v=求波速。 (3)由波速、波长求该波频率,由干涉条件判定干涉情况。 【解析】选B、C、D。由于质点P比质点Q先回到平衡位置,即这列波向+x方向传播,建立波方程y=20sin x,并由P的纵坐标为-10cm,得P的平衡位置坐标x=3.5cm,则波速v=m/s=5 m/s,f==Hz,故A错,B、C正确;x=60.5m的质点到P点的距离为(60.5-3.5)m=57 m=9λ,即这两点总是相反,故D正确。 10.【解析】选A、D。根据波形图可确定P的起振方向是向上的,故A正确;波速只与介质有关,与波长无关,波源P、Q产生的波同时到达M,故B错误;P、Q产生的波频率不同,不能发生干涉现象,M的振动情况不确定,故C错误;M点的振动情况是P、Q产生的波的叠加,故某时刻位移可能为零,故D正确。 【总结提升】波的叠加的种类及解决方法 1.种类 (1)两列波叠加后,求某时刻的波形。 (2)两列波叠加后,求某时刻某质点的振动状态。 2.解决方法 (1)解答这种问题时,一般先画出两列波叠加时各自的波形,然后根据两列波叠加 时的位移关系,确定合振动的位移,从而确定波形或质点的其他振动参量。 (2)若频率相同振动步调一致的两列波发生干涉时: ①凡到两波源的路程差为波长的整数倍时,质点振动加强;②凡到两波源的路程 差为半个波长的奇数倍时,质点振动减弱。 11.【解析】根据波的独立传播原理,相遇后时刻,两列波应按如图所示叠加,又由波的叠加原理,叠加区域内a、b、c、d、e各质点的位移都是零,但速度各不相同,其中a、c、e三质点速度最大,方向如图所示, 而b、d两质点速度为零。这说明在叠加区域内,a、c、e三质点的振动是加强的,b、d两质点的振动是减弱的。 答案：见解析 12. 【解析】由波速公式v=λf得,水波波长λ= =0.4m。(3分) 作S1、S2连线的垂直平分线,交MN于P0点,如图,因 路程差Δs=P0S1-P0S2=0, 故P0为振动加强点, (3分) 在P0的右侧任一点P,路程差Δs=PS1-PS2, (3分) 因PS1-PS2 满足Δs=nλ的点为振动加强点,故n=1、2、3、4, (3分) 即P0点右侧有4个振动加强点。由对称性知P0点左侧也有4个振动加强点,故靠近MN的水面上共有9个振动加强的点。(3分) 答案：9个 《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案 1、知识与技能 （1）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样； （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； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。 （1）波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。） 实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板， 重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长 相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（参见课本图10-26甲） 在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。（参见课本图10-26乙） 第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。 将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们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。 通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。 12.4 波的衍射和干涉习题 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Array 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。 a b c 3．将一只小瓶立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子后面看到水波绕进的现象，激发水波的振子振动频率大写 好还是小些好？为什么？ 4．下列说法中正确的是（） A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，障碍物或小孔越小衍射越明显 C．听到回声是声波的衍射现象D．听到回声是共鸣现象 5．一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 6．在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5Hz，水波在水槽中传播速度为0.05m/s，为使 实验效果更明显，使用小孔直径d应为m 。 第四节波的干涉和衍射教学设计 青铜峡市高级中学李荣英 学生分析 学生已经学过运动和力等矢量的合成分解，以及振动和波的基础知识；学生在平常的学习和生活中已经接触到过少量的、较复杂的、不明显的干涉现象或类似干涉现象。教学目标 1、知识与技能 （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； （2）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象、干涉图样和波的干涉条件； （3）知道波的衍射现象、干涉现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法：通过实验，培养学生的鉴别能力、观察能力、分析推理能力 3、情感、态度与价值观：通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的 科学态度；通过全对波的叠加与干涉现象的研究，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现实生活的密切关系。 教学重点：波发生明显衍射现象的条件：波的叠加原理；波的干涉现象和干涉图样中加强点和减弱点的分析；波的干涉条件。 教学难点：波的干涉条件的理解 教学方法：实验演示 教学准备：多媒体课件、发波水槽（电动双振子）、音叉 教学过程： （一）引入新课 教师：生活中有这样一种现象，一学生在门外喊报告。提问：谁的声音？看到人了吗？为什么能听到声音却看不到人？ 学生：思考，回答。 教师：引导说明声波可以绕过障碍物继续传播，而光波为什么不能？通过下面的学习后我们再来解释。今天我们学习12.4波的衍射和干涉。 （二）进行新课 一．波的衍射 教师：刚才我们提到声波绕过障碍物继续传播，生活中微风激起的水波遇到小石芦苇等细小障碍物，会绕过它们继续传播，我们把这种现象叫波的衍射。下面我们观察一个实验。 演示实验:在发波水槽里放两块挡板中间留一个缝观察水波通过狭缝后的情况，改变缝宽再观察。 模拟实验：由于实验现象不明显让我们看模拟实验来分析 教师提问引导学生的观察点：观察下面几个实验，有没有衍射现象发生？学生对比观察思考回答。 实验现象分析：水波经过大孔后，可近似地看作是“直进”的，但边沿是模糊的，不像刀切的那么齐——有衍射现象．正如太阳光从窗户射进来，粗略地看明暗界线是分明的，窗框的影子很整齐；但是仔细去观察影子的边缘时，就会看到模糊的，明暗界线不是像刀切一般地齐．它们的区别是小孔发生了明显衍射。那么发生明显衍射的条件是什么？与什么因素有关？ 图片对比分析：哪个图发生了明显的衍射？ 实验结论：只有缝、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。 光的干涉和衍射的区别与联系 光学是物理学中较古老的一门应用性较强的基础性学 科,其中光的干涉与衍射现象是光学课程最主要的内容之一 ： 也是现代光学的基础。如傅立叶光学，全息学，光传输和光波导等理论基础。 干涉和衍射现象是一切波动所特有的，也是用于判断某 种物质是否有波动性的判据。从理论上分析，干涉和衍射都是 光波发生相干叠加的结果。光波叠加的原理表述为对于真空中传播的光或在媒质中传播的不太强的光，当几列光波相遇时,其合成光波的光矢量E等于各分光波的光矢量E1,E2,E3, 的矢量和，即 E=E1+E2+E3 ....... =E Ei 而在相遇区外各列光波仍保持各自原有的特性频率 波长振动方向等和传播方向继续传播就好像在各自的路径上没有遇到其他的波一样。 在我们的日常生活中就有不少的干涉现象，例如，水面 上的油膜在太阳光的照射下呈现出五彩缤纷的美丽图像。 儿童吹起的肥皂泡在阳光下也显出五光十色的彩纹，这些都是光在薄膜上干涉所产生的图样。 光的干涉现象的广义定义为“两束（或多束）频率相同振动偏振方向一致振动位相差恒定的光在一定的空间 范围内叠加其光强度分布与原来两束或多束光的强度之和不同的现象。”为了突出“相干叠加”与“非相干叠加”在空间强度分布的明显的差别又有了狭义的定义 “满足一定条件的两束或多束光在空间叠加后其合振动有些地方固定的加强有些地方固定的减弱强度在 空间在有一种周期性的变化的稳定分布” 。 根据光源分成两束时所采用的方法不同干涉分为两种： (1)由波阵面造成的干涉将点光源发出的波阵面分割为两 个或两个以上的部分 使它们通过不同的光路后交叠起来。 (2)由振幅分割造成的干涉用半透膜等波阵面上同一点处的振幅分成两个或更多个部分然后使这些波相遇而叠加起来。 让我们在日常生活中来观察光的衍射现象伸出你的手 把两个指头并拢靠近眼睛通过指缝观看电灯灯丝使缝与灯丝平行可以看到灯丝两旁有明暗相间的并带有彩色 的平行条纹这就是光通过指缝产生的衍射现象。 光的直线传播和衍射现象是有内在联系的衍射现象是光的波动特性的最基本的表现光的直线传播不过是光 的衍射现象的极限而已。惠更斯菲涅尔原理指出。在同一 波的衍射与波的干涉 波的衍射 波的衍射指波在传播过程中，遇到障碍物后，能绕过障碍物；或遇到缝隙时传播方向发生变化的现象。 波的衍射与波的干涉都是波的重要特性之一，这是波动与其他运动模式的主要区别。 波的衍射图像 波的干涉 波的干涉指的是，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。 波的干涉，实际上与波的叠加原理是一致的，只不过波的干涉更加特殊，必须满足相应的条件。而且我们考虑波的干涉时并不是单独一个波形的叠加，而是空间内众多波形的叠加情况。 波的干涉的前提条件 产生干涉的一个必要条件是，两列波（源）的频率以及振动方向必须相同并且有固定的相位差。如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差（相差），相互叠加时波上各个质点 的振幅是随时间而变化的，没有振动总是加强或减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉现象，不能形成干涉图样。 波的干涉图样 波的干涉所形成的图样叫做干涉图样，是非常好的理解波的干涉的工具。 下面我们通过波的干涉图样来进一步理解波的干涉。如下图所示，为两个完全相同的波（S1与S2）在平面内的传播。 如果用实线来描述波峰，虚线表示波谷。根据波的叠加原理，在平面内图像中的波峰与波峰（以及波谷与波谷）的交汇处，为振动加强点。 与之对应的是，波峰与波谷的交汇处，振动削弱。这样，就犹如波的干涉的定义描述的那样：波的干涉指的是，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。 可能上面的图像太复杂了，不好辨识出来。那么接下来我们通过一部分干涉图像来分析。如下图所示，同样为两个完全相同的波（S1与S2）在平面内的传播。实线来描述波峰的，显然波谷就是相邻的两条实线中间的位置（没有画出来）。 课时12.4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。 教学建议:衍射和干涉是波特有的现象,也是学生后面学习光的衍射的基础。对于波的衍射,教学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,以便于使学生对衍射留下更加清晰的印象。在波的干涉学习中,从波叠加的一般原理到满足相干条件下的干涉现象,学生对“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学习的难点。 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;二是两个波源的⑩相位差必须保持不变。 (3)干涉图样的特点:在加强区两列波引起的振动总是相互加强的,振幅等于两列波的振幅之和;在减弱区两列波引起的振动总是相互减弱的,振幅等于两列波的振幅之差。 (4)干涉是波特有的现象,声波、电磁波等一切波都能发生干涉。 1.教材波的衍射的演示中图1 2.4-1中甲、乙哪个图象衍射现象更明显? 解答:乙图象衍射现象更明显。 2.医院中探测仪器“B超”为什么用超声波而不用普通声波? 解答:超声波的波长短,不易发生衍射,故波能反射回来并被接收。 3.波的干涉的示意图中振动加强的区域就是波峰或波谷吗? 解答:振动加强的部分有波峰、波谷、平衡位置等,只是它们的振幅最大。 主题1:波的衍射 §6.4 机械波的干涉和衍射 教学目标 1、知道波的叠加原理 2、理解波的干涉和衍射现象 一、波的干涉和衍射 1、波的叠加原理（动画演示） 两列波或几列波相遇时，在两列波或几列波相遇的区域内，任何一个质点振动的总位移 都等于两列波或几列波分别引起的位移的矢量和。这个规律叫做波的叠加原理 2、波的独立传播原理 几列波相遇之后仍然保持他们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变， 并按照原来的方向继续前进，好像没有遇到过其它波一样。 3、波的干涉（动画演示） （1）定义：频率相同的两列波叠加时，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。形成的 图样叫做波的干涉图样。 （2）产生稳定干涉现象的条件：频率相同； 振动方向相同；有固定的相位差。 （3）两列相干波的波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇处是振动最强的地方。 最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=n λ 波峰与波谷（或波谷与波峰）相遇处是振动最弱的地方。 最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即()122+=n λ δ 说明：介质中某点的振动加强，是指这个质点以较大的振幅振动；而某点的振动减弱，是指 这个质点以较小的振幅振动，这与只有一个波源的振动在介质中传播时，各质点均按此波源 的振动方式振动是不同的。 思考：任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗？ 举例说明：请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过波的干涉现象？ 干涉是一种特殊的叠加，任何两列波都可以进行叠加，但只有两列频率相同的波才能发 生干涉现象。 总结：干涉是波特有的现象。 4、波的衍射（动画演示） （1）定义：波离开直线传播的位置绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 （2）产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。 （3）波的衍射现象是波所特有的现象（只有明显与不明显）。 思考：请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过波的衍射现象？ 举例说明：例1、俗话说："隔墙有耳"：是声波的衍射现象，既声音绕过障碍物到了耳朵。 例2、水波的衍射现象。 例3、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． 例1、如图所示，S 1、S 2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。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，下列说法中 正确的有（ B C ） A 、该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振动既不是最强也不是最弱； 第六节 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. 教学用具：实物投影仪、CAI 课件、波的干涉实验仪. 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. 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］ 相遇前 相遇后 第1节机械波的衍射和干涉 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械波 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质，有机械振动但不一定有机械波产生。 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。 下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度。 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动，理想状态下可看作做能量守恒的运动，阻尼振动为能量逐渐损失的运动。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进。 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。 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。 最后告诉学生：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；在房间中可以接收到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象。 2．波的干涉 观察现象①：在水槽演示仪上有两个振源的条件下，单独使用其中的一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播；再单独使用另一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播。现象的结论：每一个波源都按其自己的方式，在介质中产生振动，并能使介质将这种振动向外传播。 观察现象②：找两个同学拉着一条长橡皮管，让他们同时分别抖动一下橡皮管的端点，则会从两端各产生一个波包向对方传播。当两个波包在中间相遇时，形状发生变化，相遇后又各自传播。现象的结论：波相遇时，发生叠加。以后仍按原来的方式传播。 (l)波的叠加 在观察前面现象的基础上，向学生说明什么是波的叠加。 两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和。 第十二章机械波 选修3-4 12、４波得衍射与干涉 【自主预习】 1.波可以___＿____障碍物继续传播,这种现象叫做波得衍射.衍射就是波__＿＿_＿__得现 象._____＿___＿都能发生衍射现象,只就是有得明显,有得不明显而己.波得直线传播只 就是在衍射不明显时得近似. 2.只有当缝、孔得宽度或障碍物得尺寸跟波长_＿＿＿____＿_______，或者___＿__＿_________ 时,才能观察到明显得衍射现象. ３.几列波相遇时能够保持各自得___＿____＿_＿_____,继续传播,即各自得波长、频率等___＿_＿___＿____＿_.几列波相遇时,在它们重叠得区域里，介质得质点同时参与这几列波引起得振动，质点得位移等于几列波单独传播时引起得位移得＿_____＿___,这就就是波得叠加. 4.频率相同得两列波叠加时,某些区域得___＿＿__＿＿____＿_＿、某些区域得 __＿__＿＿＿＿＿____＿_,这种现象叫做波得干涉.产生干涉得两个必要条件:两列波得频率必须________,两个波源得相位差必须______＿__＿＿____＿．一切波都能发生干涉，干涉也就是波所_＿______得现象. 5.关于波得衍射现象，下列说法中正确得就是(） 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才有衍射现象 Ｄ.一切波在任何情况下都有衍射现象 6.下列现象属于波得衍射现象得就是（） A.在空旷得山谷里喊叫,可以听到回声 Ｂ.“空山不见人,但闻人语响” C.“余音绕梁,三日而不绝” D夏日得雷声有时轰鸣不绝 ７.关于波得叠加与干涉,下列说法中正确得就是(） A．两列频率不相同得波相遇时,因为没有稳定得干涉图样,所以波没有叠加 B.两列频率相同得波相遇时，振动加强得点只就是波峰与波峰相遇得点 C.两列频率相同得波相遇时，介质中振动加强得质点在某时刻得位移可能就是零 D.两列频率相同得波相遇时，振动加强得质点得位移总就是比振动减弱得质点得位移大【自主预习】答案： 1.绕过特有一切波 ２．相差不多比波长更小 3．运动特征保持不变矢量与 4.振幅加大振幅减小相同保持不变特有 5.D[衍射现象就是波在传播过程中所特有得特征,没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象,只就是有得明显,有得不明显,故Ｄ正确．] 6.B 7.C[两列波相遇时一定叠加,没有条件,A错;振动加强就是指振幅增大,而不只就是波峰与波峰相遇,B错;加强点得振幅增大,仍然在自己得平衡位置两侧振动,故某时刻位移x可以就是振幅范围内得任何值,Ｃ正确,Ｄ错误.］ 【典型例题】 知识点一对波得衍射得理解 【例1】(1)既然衍射就是波得特有现象,也就就是说一切波都会发生衍射现象,为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象? 4、波的衍射和干涉 一、波的衍射 1.波的衍射：波绕过障碍物的现象。如声音传播中的“隔墙有耳”现象。 2.发生明显衍射的条件是：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长 更小时，才能观察到明显的衍射现象。 3.波的衍射现象是波所特有的现象。 二、波叠加原理和独立传播原理 1.~ 2.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。 三、波的干涉 1.波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而 且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 注意：（1）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱；（2）振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的。 2.产生干涉的条件：两列波的频率必须相同。 3.干涉是波特殊的叠加：频率不同的两列波相遇，叠加区各点的合振动的振幅，有时是两 个振动的振幅之和，有时是两个振动的振幅之差，没有振动总是得到加强或总是减弱的区域，这样的两列波叠加，是波普通的叠加，而不是干涉。因此，干涉是波特殊的叠加。 4.干涉也是波特有的现象。由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。 { 5.当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差△s是波长整数倍处是加强区；而路 程差是半波长奇数倍处是减弱区。 振动加强位置公式：d1=s1-s2 =±nλ (n=0、1、2、3……) 振动减弱位置公式：d2=s1-s2 =±（2n+1）λ/2 (n=0、1、2、3……) 【金版教程】高中物理 12-4 波的衍射和干涉课时精练新人教版选 修3-4 1. 关于波的衍射和叠加，下列说法正确的是( ) A．衍射和干涉是机械波特有的现象 B．对同一列波，缝或孔、障碍物尺寸越小衍射现象越明显 C．两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰 D．由于这两列波相遇时叠加，当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化 E．如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强，某些区域振动减弱，那么这两列波发生明显干涉 F．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和解析：衍射和干涉是所有波特有的现象，A错；由波的叠加的独立性可知D错；形成稳定干涉的条件是：波的频率相同，振动相位差恒定，E错。 答案：BCF 2. 在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子其振动图象如图所示，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为( ) A．10 cm B．7 cm C．5 cm D．小于或等于1 cm 解析：水波槽中激发的水波波长为λ＝vT＝0.05×0.2 m＝0.01 m＝1 cm。要发生明显衍射现象，应使孔的尺寸比波长短或者跟波长差不多。 答案：D 3. 如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出( ) A ．P 点到两波源的距离差等于1.5λ B ．P 点始终不振动 C ．P 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强 D ．当一列波的波峰传到P 点时，另一列波的波谷也一定传到P 点 解析：振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据P 点所处虚线的位置可知，P 点到S 1、S 2的距离之差为1.5λ，A 对；两波源振动情况相同，故P 点振幅为零，B 对、C 错；在P 点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P 点时，另一列波的波谷传播到P 点，D 对。 答案：ABD 4. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都产生噪声，干涉型消声器可用来减弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器结构及气流运行如图所示，产生波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a 处时，分成两束波，它们分别通过r 1和r 2的路程，再在b 处相遇，即可达到减弱噪声的目的。若Δr ＝r 2－r 1，则Δr 等于( ) A ．波长λ的整数倍 B ．波长λ的奇数倍 C ．半波长λ2 的奇数倍 D ．半波长λ/2的偶数倍 解析：距波源距离差为半波长的奇数倍的地方，初始振动方向相同的波在此相互减弱。 答案：C 5. 两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波如图甲所示，在相遇的某一时刻如 第三节波的干涉和衍射教案 本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址www.5y https://www.doczj.com/doc/886153094.html, 第三节 波的干涉和衍射 教案 三维教学目标 、知识与技能 （1）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样； （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； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 教学重点：波的叠加原理、波的干涉条件、干涉现象和干涉图样、波发生明显衍射现象的条件。 教学难点：波的干涉图样 教学方法：实验演示 教学教具：长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉 （一）引入新课 大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 （二）进行新课 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。 . 波的衍射 （1）波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。） 实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板，重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（参见课本图10-26甲）在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。（参见课本图10-26乙） 第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。 将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们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。 通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。 结论：只有缝、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。一切 波的干涉》说课稿 湖北省团风中学熊勇 我说课的内容是“人教版《全日制普通高级中学教科书（必修加 选修）?物理》”第二册第十章第5节：波的干涉。 A．教材分析 一、在教材中的地位 本节内容在《2004年高考考试大纲理科综合》中属I级要求，本 节和前一节波的衍射共同讲解波的特有现象，为后面电磁波及光波的教学打下基础。 二、教材设计流程 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能力，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。 三、教学目标 1、知识目标 （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）理解干涉现象的形成原理。 （4）知道干涉现象是波所特有的现象。 2、能力目标 （1）培养观察、分析、归纳和空间想象能力。 （2）学习将三维空间运动转化为二维平面运动进行分析的思维方法 （3）学习在动态变化中抓住瞬间状态进行分析的思维方法 3、德育目标 培养学生辩证唯物主义的思想和实事求是的精神。 四、教学重点 干涉条件和干涉图样 五、教学难点 干涉现象形成的原理 B．教法分析 一、理论依据 为充分体现学生的学习主体地位，准备采用前苏联教育家马赫穆托夫、列尔涅尔、斯卡特金等人所倡导的问题教学法。其基本程序是：提出问题——引导学生观察实验——启发学生分析和解决问题。解决问题一般要经过四个阶段：即教师提出问题T学生独立思考、观察、讨论分析T教师根据学生交流的情况进行点拨引导T总结得出结论、进行论证。 二、主要目的 充分体现学生的主体地位和作用，让学生在问题中激发兴趣，在问题的争论中辨清问题，在问题的解决中提升能力。 三、主要设想 1、为了形象直观，打算在课堂中采用播放录相、实验演示、电脑动画模拟辅助手段，帮助学生建立形象直观的认识，降低难度。 2、在引导学生分析清楚不连续的脉冲波的叠加情形之后，顺势通过提问让学生思考连续波的叠加情况。引入波的干涉现象。 3、通过对波的干涉现象的观察与分析，分析波的干涉形成的原理，得出波的干涉条件。 四、突破重难点的方法 1、为了能让学生更好的理解波的干涉形成原理，可以采取变“静” 为“动” , “动”中取“静”的分析方法。 编写时间年月日/ 执行时间年月日 / 总序第个教案 课题 第4节波的衍射和干涉 共 1 课时 课 型 新授课教 学 目 标 ①加强学生对产生明显衍射现象的理解 ②加强学生对产生干涉现象及产生条件的理解 ③加强学生对干涉图样的人世，以及对波动和振动关系的理解 重 点 波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件 难 点 对产生明显衍射现象的条件的理解、对稳定的波的干涉图样的理解教 学策 略 探讨、讲授、练习 教学活动 1．下列说法中正确的是( ) A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C．只有孔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 D．只有波才有衍射现象 2．两列波相叠加发生了稳定的干涉现象，那么 ( ) A．两列波的频率不一定相同 B．振动加强区域的各质点都在波峰上 C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱 D．振动加强的区域和振动减弱的区域不断地周期性地交换位置 3、如图12－4－3所示中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板，其中N 板可以上下移动，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使狭缝的间距增大 D．移动N使狭缝的间距减小 4、如图12－4－5所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( ) A．该时刻质点O正处在平衡位置 B．P、N两点始终处于平衡位置 C．M点到两波源的距离之差一定是波长的整数倍 D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置 5、在水面上有S1和S2两个振幅和频率相同的波源，开始起振时两波源的振动方向相反．在两波源连线的中垂线上有a、b、c三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内．如图12－4－8所示，则下列说法中正确的是( ) A．a点是振动加强点，c点是振动减弱点 B．a、c点是振动加强点，b点是振动减弱点 C．a、c点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而b 点可能变为振动加强点 D．a、b、c三点都是振动减弱点 6、一个波源在绳的左端发出半个波a，频率为f1，振幅为A1，同时另 一个波源在绳的右端发出半个波b，频率为f2，振幅为A2，P为波源的中点，如图10－41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点波峰值可达A1+A2 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，绳子上的波峰可达A1+A2的点只有一点，此时在P点的左侧 7、如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷液面，已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B,D和A,C连线的交点。下列说法中正确的是（） A.A,C处两质点是振动加强的质点 B.B,D处两质点在该时刻的竖直高度差是4cm C.E点处质点是振动加强的质点 D.经，B点处质点通过的路程是4cm 8、S1,S2为两频率相同的波源，如图所示，某时刻实 线表示波峰，虚线表示波谷，则P点（） A.波谷与波谷叠加所以振动减弱 B.波谷与波谷叠加所以始终处于最低位置 C.振动始终加强 D.位移始终最大 9、如图12－4－6所示，在同一均匀介质中有S1和 S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4 m，若S1、S2振动频率均为5 Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆． (1)该波的波长为多少 (2)在S1、S2连线之间振动加强的点有几个 2 1 a b P A B C D E 波的干涉 导读：本文波的干涉，仅供参考，如果觉得很不错，欢迎点评和分享。 教学目标 1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道干涉现象的特点． 2、知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象，知道干涉现象是波特有的现象． 3、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． 教学建议 本节重点是对干涉概念的理解和产生稳定干涉条件的应用．学习中要注意两列波的波峰、波峰相遇处是振动最强的地方，波谷、波谷相遇处也是振动最强的地方；而波峰、波谷或波谷、波峰相遇处则是振动最弱的地方．干涉的图样是稳定的，振动加强的地方永远加强，振动减弱的地方永远减弱． 为什么频率不同的两列波相遇，不发生干涉现象? 因为频率不同的两列波相遇，叠加区各点的合振动的振幅，有时是两个振动的振幅之和，有时是两个振动的振幅之差，没有振动总是得到加强或总是减弱的区域，这样的两个波源不能产生稳定的干涉现象，不能形成稳定干涉图样．而波的干涉是波叠加中的一个特例，即产生稳定的干涉图样. 请教师阅读下表： 项目 波的干涉 备注 概念 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减弱区相互间隔的现象波的干涉是波特有的现象 产生稳定干涉条件 (1) 两列波的频率相同； (2) 振动情况相同. 产生的原因 波叠加的结果 教学设计示例教学重点：波的叠加及发生波的干涉的条件．教学难点：对稳定的波的干涉图样的理解．教学方法：实验讨论法教学仪器：水槽演示仪，长条橡胶管，计算机多媒体新课引入：问题1：上节课我们研究了波的衍射现象，什么是波的衍射现象呢？（波绕过障碍物的现象）问题2：发生明显的衍射现象的条件是什么？（障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多）这节课我们研究波的干涉现象，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?请学生注意观察演示实验．一、波的干涉观察现象：《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案
2.4 波的衍射和干涉 习题
第四节 波的干涉和衍射 教学设计
光的干涉和衍射的区别与联系
高中物理-波的衍射与波的干涉
人教版高中物理选修3教案 波的衍射和干涉
机械波的干涉和衍射
高中物理必备知识点 波的干涉知识点
第1节 机械波的衍射和干涉
高中物理选修3-4教学设计2：12.4 波的衍射和干涉教案
波的衍射和干涉
波的衍射和干涉
【人教版】物理选修(3-4)：12-4《波的衍射和干涉》课时精练(含答案)
第三节 波的干涉和衍射教案
波的干涉说课教案
12-4波的衍射和干涉习题课
波的干涉
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