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波的衍射波的干涉一、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；知道干涉现象的特点。(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。2．通过观察水波的干涉现象，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。•课件.(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。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；在房间中可以接受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。(1)波的叠加•在前面的现象的观察的基础上，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。(2)波的干涉观察现象：水槽中的水波的干涉。对水波干涉图样的解释中，特别要强调两列水波的频率是相同的，所以产生了在水面上有些点的振动加强，而另一些点的振动减弱的现象，加强和减弱的点的分布是稳定的。详细解释教材中给出的插图，如图2所示。在解释和说明中，特别应强调的几点是：①此图是某时刻两列波传播的情况；②两列波的频率(波长)相等；③当两列波的波峰在某点相遇时，这点的振动位移是正的最大值，过半周期后，这点就是波谷和波谷相遇，则这点的振动位移是负的最大值；④振动加强的点的振动总是加强的，振动减弱的点的振动总是减弱的。在以上分析的基础上，给出干涉的定义：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，形成的图样叫做波的干涉图样。(3)波的干涉与叠加的关系•有了前面的基础，可以启发学生说一说干涉与叠加的关系。帮助学生认识：•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的叠加，才有可能形成干涉。•最后指出：干涉是波特有的现象。(三)课堂小结•今天，我们学习了波特有的现象：波的衍射和波的干涉。请同学再表达一下：什么叫波的衍射？什么叫波的干涉？什么条件下可能发生波的干涉？•课后的任务是认真阅读课本。五、说明•教学中应知道：•(1)“障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多”是产生明显衍射现象的条件，而不是产生衍射现象的条件。波遇到障碍物就会发生衍射，只是在上述的条件下可以明显观察到。•(2)波的干涉的条件是：同一类的两列波，频率(波长)相同，相差恒定，在同一平面内振动。当它们发生叠加时，会出现干涉现象，由于课本中没有提出相和相差的概念，并且只讨论一维的振动情况，所以，教学中只强调“频率相同”的条件就可以了。更多的时间，应放在认识干涉与一般叠加相比的特殊之处上。•作业•P18练习四1、2、3.•P25B组⑵、⑶.