《2.5波的干涉与衍射》作业设计方案

《2.5波的干涉与衍射》作业设计方案一、作业目标1、让学生理解波的干涉和衍射现象的概念、条件和特点。2、能够识别生活中波的干涉和衍射现象，并能用所学知识解释。3、提高学生运用波的干涉和衍射原理解决简单问题的能力。二、作业内容1、基础概念理解-简答题-用自己的话简述波的干涉现象是什么，产生干涉现象需要满足哪些条件呢？-波的衍射现象又是什么样的呢？哪些因素会影响波的衍射现象呢？-概念辨析-判断下列说法是否正确：只要两列波相遇就会产生干涉现象。（说明理由）-当障碍物尺寸比波长大很多时，一定不会发生衍射现象。（说明理由）2、现象识别与解释-在生活中找出三个波的干涉现象和三个波的衍射现象的实例，并用所学知识解释这些现象产生的原理。3、简单计算与分析-有两列相干波源，它们发出的波在某一点P叠加，两列波在P点的振动方程分别为y1=A1sin(ωt+φ1)，y2=A2sin(ωt+φ2)，如果A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2，求P点的合振动方程。-已知一列波的波长为λ，当它通过一个宽度为d的狭缝时发生衍射现象，若要使衍射现象更明显，是应该增大d还是减小d呢？（解释原因）4、创意作业-制作一个简单的波动演示器（可以用绳子、弹簧等简单材料）来演示波的干涉或者衍射现象，并且录制一个小视频，在视频里讲解你演示的现象以及用到的原理。三、作业要求1、对于基础概念理解部分，要求答案准确简洁，概念辨析要能清楚阐述理由。2、现象识别与解释部分，实例要常见且解释合理。3、简单计算与分析部分，计算要准确，分析要有理有据。4、创意作业部分，要求演示器能够较好地演示相关现象，视频讲解清晰明了。四、作业评价1、评价标准-基础概念理解部分：概念阐述准确得满分，存在小错误酌情扣分。-现象识别与解释部分：实例合理且解释正确每个得相应分数，不合理或解释错误不得分。-简单计算与分析部分：计算正确、分析合理得满分，计算错误或分析不到位酌情扣分。-创意作业部分：根据演示效果、讲解清晰度等综合打分。2、评价方式-教师批改作业给出评价。-在课堂上选取部分创意作业进行展示和同学互评。五、作业反馈1、请学生在作业后注明哪些部分比较难理解或者完成起来有困难。2、教师根据学生反馈调整教学内容或者对个别学生进行辅导。答案：1、基础概念理解-简答题-波的干涉现象是两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的波相遇时，某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。产生干涉现象需要满足的条件是两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定。-波的衍射现象是波在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物或小孔的边缘继续传播的现象。影响波的衍射现象的因素有障碍物或小孔的尺寸与波长的相对大小，当障碍物或小孔的尺寸比波长小或相差不多时，衍射现象明显。-概念辨析-错误。两列波相遇不一定会产生干涉现象，只有满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定这三个条件才会产生干涉现象。-错误。当障碍物尺寸比波长大很多时，只是衍射现象不明显，但不是一定不会发生衍射现象。2、现象识别与解释-波的干涉现象实例：-水面上两列频率相同的水波相遇时，会出现有的地方水面起伏大（振动加强），有的地方水面起伏小（振动减弱）的现象。原理是两列水波满足干涉条件，在相遇区域产生干涉，叠加后形成振动加强和振动减弱的区域。-双缝干涉实验中，光通过两条狭缝后在光屏上形成明暗相间的条纹。这是因为光具有波动性，两列光满足干涉条件，在光屏上叠加形成干涉条纹。-两个相同的音叉在同一空间发声，在某些位置听到声音强（振动加强），在某些位置听到声音弱（振动减弱）。这是因为两列声波产生了干涉。-波的衍射现象实例：-水波通过窄缝时，在缝后会扩散开来，这是因为水波的波长与缝宽相比不能忽略，发生了衍射现象。-声音在传播过程中，能绕过障碍物传播，比如在墙角能听到另一边传来的声音，这是因为声波的波长较长，遇到障碍物时发生了衍射。-光通过窄缝（小孔径）时，会在屏幕上形成明暗相间的条纹（泊松亮斑），这表明光发生了衍射现象，因为光的波长虽然很短，但当缝（孔）足够小时，光也能发生衍射。3、简单计算与分析-根据合振动公式y=y1+y2=Asin(ωt+φ)，其中A=sqrt(A1²+A2²+2A1A2cos(φ2-φ1))，将A1=3cm，A2=4cm，φ1=0，φ2=π/2代入可得：A=sqrt(3²+4²+2×3×4×cos(π/2-0))=5cm，tanφ=A2sin(φ2)/(A1+A2cos(φ2))=4/3，所以φ=arctan(4/3)，则P点的合振动方程为y=5sin(