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波的干涉
教學目標
1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點．
2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象．
3、通過觀察波的獨立前進，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征．
教學建議
本節(jié)重點是對干涉概念的理解和產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件的應用．學習中要注意兩列波的波峰、波峰相遇處是振動最強的地方，波谷、波谷相遇處也是振動最強的地方；而波峰、波谷或波谷、波峰相遇處則是振動最弱的地方．干涉的圖樣是穩(wěn)定的，振動加強的地方永遠加強，振動減弱的地方永遠減弱．
為什么頻率不同的兩列波相遇，不發(fā)生干涉現(xiàn)象?
因為頻率不同的兩列波相遇，疊加區(qū)各點的合振動的振幅，有時是兩個振動的振幅之和，有時是兩個振動的振幅之差，沒有振動總是得到加強或總是減弱的區(qū)域，這樣的兩個波源不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，不能形成穩(wěn)定干涉圖樣．而波的干涉是波疊加中的一個特例，即產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣.
請教師閱讀下表：
項目
波的干涉
備注
概念
頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動始終加強，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動的加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象
波的干涉是波特有的現(xiàn)象
產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件
(1) 兩列波的頻率相同；
(2) 振動情況相同.
產(chǎn)生的原因
波疊加的結(jié)果
教學設(shè)計示例 教學重點：波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件． 教學難點：對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解． 教學方法：實驗討論法 教學儀器：水槽演示儀，長條橡膠管，計算機多媒體 新課引入： 問題1：上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象，什么是波的衍射現(xiàn)象呢？（波繞過障礙物的現(xiàn)象） 問題2：發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么？（障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多） 這節(jié)課我們研究波的干涉現(xiàn)象，如果同時投入兩個小石子，形成了兩列波，當它們相遇在一起時又會怎樣?請學生注意觀察演示實驗． 一、波的干涉 觀察現(xiàn)象： ①在水槽演示儀上有兩個振源的條件下，單獨使用其中的一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播；再單獨使用另一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播． 現(xiàn)象結(jié)論：每一個波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播． ②找兩個同學拉著一條長繩，讓他們同時分別抖動一下繩的端點，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向?qū)Ψ絺鞑ィ攦蓚�波包在中間相遇時，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播．（由于這種現(xiàn)象一瞬間完成，學生看不清楚，教師可用計算機多媒體演示） 現(xiàn)象結(jié)論：波相遇時，發(fā)生疊加．以后仍按原來的方式傳播，是獨立的． 1.波的疊加： 在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的疊加． 教師板書：兩列波相遇時，在波的重疊區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和．
結(jié)合圖下圖解釋此結(jié)論．
解釋時可以這樣說：在介質(zhì)中選一點 為研究對象，在某一時刻，當波源l的振動傳播到 點時，若恰好是波峰，則引起 點向上振動；同時，波源2的振動也傳播到了 點，若恰好也是波峰，則也會引起 點向上振動；這時， 點的振動就是兩個向上的振動的疊加， 點的振動被加強了．(當然，在某一時刻，當波源1的振動傳播到 點時，若恰好是波谷，則引起戶點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了 點時，若恰好也是波谷，則也會引起 點向下振動；這時， 點的振動就是兩個向下的振動的疊加， 點的振動還是被加強了．)用以上的分析，說明什么是振動加強的區(qū)域．
波源l經(jīng)過半周期后，傳播到P點的振動變?yōu)椴ü龋蜁筆點的振動向下，但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同)，所以，此時P點的振動可能被減弱，也可能是被加強的．(讓學生來說明原因)
問題：如果希望P點的振動總能被加強，應有什么條件?如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點Q，希望Q點的振動總能被減弱，應有什么條件?
總結(jié)：波源1和波源2的周期應相同．
2波的干涉：
觀察現(xiàn)象：③水槽中的水波的干涉．對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強，而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象，加強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的．
詳細解釋教材中給出的插圖，如下圖所示．在解釋和說明中，特別應強調(diào)的幾點是：①此圖是某時刻兩列波傳播的情況；②兩列波的頻率(波長)相等；③當兩列波的波峰在某點相遇時，這點的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點就是波谷和波谷相遇，則這點的振動位移是負的最大值；④振動加強的點的振動總是加強的，振動減弱的點的振動總是減弱的．
讓學生思考和討論，并在分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義：
（教師板書）頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣．
請學生反復觀察水槽中的水波的干涉，分清哪些區(qū)域為振動加強的區(qū)域，哪些區(qū)域為振動減弱的區(qū)域．
最后應幫助學生分析清楚：介質(zhì)中某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動，這與只有一個波源的振動在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點均按此波源的振動方式振動是不同的．
問題：任何兩列波進行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎？（不可以）為什么？（干涉是一種特殊的疊加．任何兩列波都可以進行疊加，但只有兩列頻率相同）
總結(jié)：干涉是波特有的現(xiàn)象．
二、應用
請學生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的干涉現(xiàn)象，舉例說明：
例1、水波的干涉現(xiàn)象．
例2、聲波的干涉現(xiàn)象．
三、課堂小結(jié)
今天，我們學習了波特有的現(xiàn)象：波的干涉．請同學再表達一下：什么叫波干涉?什么條件下可能發(fā)生波的干涉?
課后的任務是認真閱讀課本．
探究活動
研究聲音的干涉現(xiàn)象．
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