3.4 波的干涉 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第 周 + 主备人 课题 第四节：波的干涉 课型 新授课 课时 第1课时 教学 目标 1． 了解波的叠加原理，认识其叠加的本质 2． 认识波的干涉现象，探究形成稳定干涉图样的条件，能分析生活中的干涉现象。 教学重点 波的叠加原理，波的干涉现象 教学难点 波的相干条件，产生稳定干涉的条件及有关计算 励志策略 实验是检验真理的唯一标准！通过实验养成科学探究态度。 教学方法 启发式小组讨论实验综合教学法 教学准备 多媒体辅助教学设备 学情分析 教学过程 教学内容 二次备课 新课导入 波的反射和折射都是讨论波在传播过程中遇到两种不同介质的界面时波的变化。如果两列波在相同的介质中相遇，会不会和两个小球相碰的情况一样，改变原来的运动方向呢？ 新课探究 一：波的叠加 情景一：当池塘中的两列水波相遇时，会发生什么现象呢？ 情景二：观察波的叠加现象 将一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，在绳上分别产生相向而行的两列波，观察两列波的传播情况。 讨论分析;两个波相遇时，波形发生叠加，形成一个更高的波，此后又保持原有的特性，波长频率保持不变，继续向前传播。 结论：1波的独立传播特性：几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响。 2 波的叠加原理： 在几列波重叠的区域里，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。 二：波的干涉 情景：当两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？ 观看视频 当两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。相对平静的区域说明该区域振幅较小，激烈震动说明该区域的震动幅度较大 问题：这种现象是由于两列波叠加产生的，如何利用波的叠加原理进行解释？ 振动加强： 峰—峰相遇；谷—谷相遇。如点 bc 振动减弱：峰—谷相遇；谷—峰相遇。 如点d 1. 频率相同，振动方向相同，相差恒定的两列波叠加，使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这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。 2. 形成稳定干涉图样的条件 ：（1）两波源的频率相同；（相干波源）(2)振动方向相同；(3)相位差恒定。 注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波所特有的现象。 3. 干涉图样的特点：①振动加强点始终加强， 振动减弱点始终减弱②振动加强点和振动减弱点间隔出现。 ③振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。 ④干涉图样中，不止只有振动加强的质点和振动减弱的质点。 三：振动加强点（减弱点）到两列波的路程差与波长的关系 1. 若两波源振动情况完全相同，某点到两波源的路程差（波程差）△s满足: — 振动加强 — 振动减弱 2. 若两波源振动情况完全相反，某点到两波源的路程差（波程差）△s满足: — 振动减弱 — 振动加强 四 干涉的应用 合作与分享 当堂检测 1．图甲为利用发波水槽得到的水面波形图，两起振触头步调一致同时起振。波的图样如图乙，用实线表示波峰，虚线表示波谷，C点为AB连线的中点。下列说法正确的是（    ） A．这是波的衍射现象 B．此时C点的振动方向向上 C．B点处于振动的减弱区 D．此时A点的位移为正向最大 2 M、N两质点分别位于x轴上的、处，两质点同时开始沿y轴方向做简谐运动，0.5s后第一次回到各自平衡位置。振动产生的两列波相向传播，某时刻的波形如图所示，一段时间后两列波在MN之间叠加，下列说法正确的是（　　） A．两质点起振方向相同 B．两列波波速均为 C．两波叠加后MN间有5个振动加强点 D．两波叠加后处质点的振幅为6cm 3．如图所示，两个相干波源、发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长为5cm。图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于、连线的中垂线上，其中e点是a、c连线的中点。下列说法中正确的有（　　） A．图示时刻ac两点连线上的任意一点（不含a、c）均朝水平面下方振动 B．若波源的振幅为2cm，的振幅为4cm，则图示时刻b点的振幅为2cm C．若将波源的振动频率提高而波源保持不变，则d点的位移始终为零 D．图示时刻e点既不是波峰与波峰相遇处，也不是波谷与波谷相遇处，所以不是振动加强点 课堂小结 布置作业 导学案 第四节 导学案例一二三 随堂检测 板书设计 一：波的叠加 1波的独立传播特性 2波的叠加原理 二：波的干涉 1 条件 2特性 三：振动加强点（减弱点）到两列波的路程差与波长的关系 四