2019-2020年高中物理《波的干涉与衍射》优秀教学设计

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1、2019-2020年高中物理《波的干涉与衍射》优秀教学设计[教学目标][知识与技能目标]1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。2．知道波的干涉现象、干涉图样及波的干涉条件。3．知道波的衍射现象以及发生明显衍射的条件。4．知道干涉和衍射都是波所特有的现象。[过程与方法目标]1．分析相向传播的两列波的传播过程，尤其是相遇区域的质点的振动情况，从中得出波的叠加原理。2．通过对波的干涉图样的分析，知道振动加强区域和振动减弱区域的特点，从而加深对干涉现象的理解。[情感态度与价值

2、观目标]通过共同分析，得出结论，培养学生科学探究能力，用科学的眼光认识世界，树立良好的世界观、价值观。[教学重点]1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。2．波的干涉概念以及对波的干涉图样中振动加强点和减弱点的分析。3．波的衍射现象及发生明显衍射的条件。[重点难点]对于波的干涉现象的理解，需要一定的空间想像能力，对学生来说要求比较高，而且在对波的干涉图样中振动加强点和减弱点的认识上，学生较容易产生错误的认识，如何通过借助习题进行分析，显化干涉现象，纠正前概念问题，将是本

3、节课的难点。[教学方法]演示法、讲授法[教学用具]光学投影仪、波的干涉、衍射演示仪、多媒体课件[课时安排]1课时[教学过程]引入新课创设情境：有一天，几位同学在教室里吵架，我站在一边,可以同时听到他们的声音，在教室里感觉很吵，同时又能辨别出各自的声音。这，到底是为什么呢？带着这个问题，我们一起来学习新的内容——波的干涉和衍射。新课教学一．波的干涉现象1．波的传播过程的特点：计算机模拟实验：两列相向传播的机械波相遇。（要求学生注意观察相遇前，相遇时和相遇后波的传播情况。）（一）独立性相遇时，两列波变成了一列波，相遇后这两列

4、波又保持各自的运动状态继续传播，好像什么事情都没发生过一样，体现了波传播过程的独立性特点。（二）叠加性相遇时，在相遇点上的质点同时参与两列波的振动，它所表现出来的振动位移是这两列波在这点处振动位移的矢量和。由此得到结论——波的叠加原理：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，在相遇区域内，介质内部的质点同时参与两种波的振动，质点位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠加。相遇后，两列波又会按照原来的运动状态继续传播。几位同学吵架，我听了感觉很吵，又可以分别分辨出他们各自的声音，这说明，几位同学发出的声波相遇

5、时会互相叠加，相遇后又分别各自传播出去，保持了各自的独立性。引出新问题：如果相向传播的两列波频率相同，则叠加的结果就会出现一种奇特的现象，这就是波的干涉现象。2．波的干涉：实验演示：水波的干涉实验前说明：两个小球的振动快慢是相同的，即振动频率或周期是相等的，它们在水面上振动时，会产生振动方向相同、频率相同的两列波。实验现象：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，并且加强点和减弱点相互间隔，并且稳定分布。这就是波的干涉现象。波的干涉：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后产生的振动加强和减弱区域互相

6、间隔并且稳定分布的现象。产生干涉现象的条件：振动频率和振动方向相同。注意：加强区的振动始终都是加强的，但是该点上的质点振动位移并不是始终那么大；减弱区的振动始终是减弱的。提出问题：（1）如右图所示为发生干涉的两列波，当它们的振幅相同或振幅不同时，观察到的干涉图样有什么区别？分析：稳定的干涉图样，有位置固定的加强线和削弱线，如果两列波的振幅相同，那么就可以看到削弱线上的质点根本就没有发生振动（时刻完全抵消）；如果两列波的振幅不同，削弱线上的质点也是在做振动，只是振幅较小（为两列波的振幅之差）。（2）给干涉现象拍照时，照片显

7、示的干涉图样是否与拍摄时间无关？分析：如右图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，加强点a上的质点以A=A1+A2和合振幅振动，既然是振动，其位移就应该在-A—A之间，有就有等于零的时刻。因此合振幅最大的地方，振动位移不可能总是最大。由于波是向前传播的，干涉图样也是如此，不同时刻拍摄的图片，其波纹的位置是可能不同的，但是加强线和削弱线却是固定不变的。讨论与交流：P41引导学生分析得出结论：在这条垂直平分线上，加强点到两波源处的距离之差ΔS等于波长的整数倍（此时是图上的波峰加强点）或者是半波长的偶数倍（此时是图上的波谷加强点）

8、。进一步分析，可知，当ΔS=2k•λ/2时，将出现振动的加强点。（由学生自行讲出以下结论）而若ΔS=(2k+1)•λ/2时，则将出现减弱点。二．波的衍射现象：举例：对红楼梦中的王熙凤，曹雪芹是这样描述的：未见其人，先闻其声。我经常站在班级外面就可以听见某某同学在讲话。这到底又是怎么回事呢？物理学把这种声波绕过障碍物继