《波的衍射和干涉》教学设计

1、波的衍射和干涉教学设计1高中新课程物理教学设计与案例【教学课题】波的衍射和干涉【教材分析】衍射和干涉是波特有的现象，也是学生后面学习光的衍射和干涉的基础，学生往往感到内容抽象、复 杂，不容易掌握，本节课按照先观察现象，归纳特征而后得出结论的步骤进行教学，对于波的衍射，关键 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研究，在做实验同时利用多媒 体课件进行模拟，可以使学生对衍射留下明晰的印象。在波的干涉学习中，其中波的相干条件是学习的难 点。高中阶段对干涉现象不需要从理论上进行解释，只从实验的角度加强感知。【学情分析】学生对于波的直线传播有较深的理解，在初中已有初步的认识，

2、但对波的衍射和干涉现象认识不够， 如知道闻其声不见其人，但不知道原因，难以理解波可以绕过障碍物或孔继续传播；对于干涉现象及形成 的图样特点不知道怎么描述，本节课比较好的方法就是用多媒体课件模拟这一过程，这样动静结合，学生 就可以解除思维障碍与困惑，理解物理过程，进而能够举一反三。【教学目标】知识与技能1知道什么是波的衍射现象，理解发生明显衍射的条件.2知道衍射是波特有的现象.3.掌握两波叠加的位移规律.4理解波的干涉现象及产生干涉的条件.5知道波的干涉是波特有的现象.过程与方法1通过实验分析、理解波发生明显衍射的条件.2通过水槽中水波的干涉实验认识波的干涉图样，加深理解波的干涉条件.情感态度与

3、价值观了解波的衍射和干涉在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系.【教学重点】1.波的衍射现象和波的干涉现象.2.波的叠加.波的衍射和干涉教学设计2【教学难点】波的衍射和干涉教学设计1发生明显衍射现象的条件.2.波的干涉现象产生的条件.【教学方法】实验演示、讨论答疑、归纳法.【教学器材】水槽、长绳、多媒体、投影仪.【课时安排】2课时波的衍射和干涉教学设计【教学过程设计思想】波的衍射和干涉教学设计5【教学过程】一、创设情景、弓I入新课1多媒体展示“闻其声而不见其人”，“隔墙有耳”的现象2提出问题：声波可以绕过障碍物继续传播吗？ 结论：声波可以绕过障碍物继续传播，说明声波在障碍物或孔的后面没有沿直

4、线传播。提出问题：有时候这种现象不是很明显，那么这与障碍物或孔的尺寸有关系吗？二、新授课程（一）实验探究波的衍射1教师演示实验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。再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，观察水波通过孔后的传播的情况。2波的衍射现象的概念及规律波可以绕过障碍物或缝隙边缘而继续传播的现象。提出问题：为了产生明显的衍射现象，必须要满足什么条件？教师改变实验装置，让学生分小组交流对实验现象的观察、思考结果，在此基础上引导学生得出如下结论:1不改变波源的条件下，将障碍物或孔由较大逐渐变小。可以看

5、到波的衍射现象越来越明显。由此得出结论：障碍物或孔越小，衍射现象越明显。2在不改变障碍物或孔的条件下，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：当障碍物或孔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。解释现象：在生活中，声音传播中的“隔墙有耳”现象，是因为声波的波长比较长，衍射现象明显；在房间中可波的衍射和干涉教学设计6以接受到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象；灯光被挡住后，在后面留下阴影，看不到衍射现象, 是因为光波的波长太小，衍射现

6、象不明显，可以认为是直线传播。巩固知识例1.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C.将N板向上移动一些B.减小波源频率*D.将N板向下移动一些N（二）实验探究波的叠加1.教师演示实验观察现象：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。观察现象：在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，就分别有两个凸起状态1和2在绳上相向传播。当两个波包在中间相遇时， 形状发生变化

7、，相遇后又各自传播。引导学生观察两个凸起随后的传播情况。在此基础上用flash动画模拟传播情况，可以让学生看的更清 楚、明了。2.波的叠加原理引导学生得出：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，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。巩固知识例2. 一个波源在绳的左端发出半个波a,频率为人，振幅为A-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PB.两列波相遇时，P点波峰值可达A什A2C两列波相遇后，各自仍保持原来的波形

8、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（三）实验探究波的干涉1.教师演示实验实验装置：在同一振片上引出两个振源，在水面上就可以形成两列频率相同的 水波。观察现象：水槽中的水波的叠加图样。在此基础上用多媒体动画演示干涉现象，可以方便的展示各点的运动情况。观察现象：（1）整体叠加后的波形，（2）叠加区域里各质点的振动情况。共同探讨：如何描述叠加区域图样的特征。有些点上下振动而且振动幅度加大，动？2现象解释1叠加图样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，

9、则这点的振而另一些点却几乎不)波的衍射和干涉教学设计7动位移是负的最大值；4当两列波的波峰与波谷在某点相遇时，由于两列波振幅相同，这点的振动位移的矢量和最小为零, 此后，它们的位移总是相反，所以位移的矢量和总是零，看上去就是静止的。5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。 小结：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。3.波的干涉的概念频率相同的两列波叠加，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫做波的干涉，形成 的图样叫做

10、干涉图样。4.产生干涉的条件通过flash课件展示频率相同的两列波叠加，会出现稳定的干涉图样；频率不相同的两列波叠加，看不到稳定的干涉图样，继续展示频率相同的两列波叠加，但波源时而振动时而不振动，它们振动的相位差不断改变，也看不到稳定的干涉图样。 总结产生稳定干涉的两个必要条件:1两列波频率相同；2两列波源的相位差保持不变。干涉是波特有的现象。巩固知识y轴上的Q、P两点上有两个振动情况完全相同的波源，它们激起的机械波的波长为1m,Q、P两点的纵坐标分别为yo=6m,yp=1m，那么在x轴上到-的位置上，会出现振动加强的区域 有个。三、课堂小结【教学后记】本节充分注重了实验，闻其声而不见其人，激发了学生的学习兴趣，大水槽中波的叠加现