11-12学年高二物理教案：12.6 波的干涉

12.6 波的干涉 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道波的叠加原理． 2、知道什么是波的干涉现象和干涉图样． 3、知道干涉现象也是波所特有的现象． （二）过程与方法 理解波的干涉是波特有的现象。 （三）情感、态度与价值观 了解波的干涉在生活中的应用，感受物理与生活之间的紧密联系。 【教学重点】波的干涉现象及其产生条件。 【教学难点】波的叠加原理。 【教学方法】实验演示和多媒体辅助教学。 【教学用具】长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、CAI课件 【教学过程】 （一）引入新课 教师：前面研究的波的衍射现象，是从波源发出的一列波的传播特性。在实际情况中，常可看到几列波同时在介质中传播。那么，两列或几列波在介质中相遇时，将会发生什么现象呢？ （二）进行新课 1．波的叠加 教师：我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会激起两列圆形水波。它们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。 观察其他波动现象，同样可以发现在同一介质中传播的几列波相遇时，每一列波都能保持自身的频率、波长、振动方向和传播方向不发生变化，这叫做波的独立传播原理。 两个或几个运动着的物体相遇时，发生碰撞，结果它们原来的运动状态一定会发生改变。只有波相遇时会互相穿过，相遇后跟没有遇到其他波一样，能保持本身特性继续传播。 两列波相遇时是怎样互相穿过的呢？我们可以仔细观察下述实验。 【演示】在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，分别产生两个凸起状态1和2在绳上相向传播。 观察现象：两列波彼此穿过，继续传播。波形和传播情况跟相遇前一样。 ［课件演示：波的干涉，演示波的叠加场景。］ 对现象的解释：在介质中选一点P为研究对象，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波峰，则引起P点向上振动；同时，波源2的振动也传播到了P点，若恰好也是波峰，则也会引起P点向上振动；这时，P点的振动就是两个向上的振动的叠加，P点的振动被加强了。（当然，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波谷，则引起P点向下振动；同时，波源2的振动传播到了P点时，若恰好也是波谷，则也会引起P点向下振动；这时，P点的振动就是两个向下的振动的叠加，P点的振动还是被加强了。）用以上的分析，说明什么是振动被加强。 波源1经过半周期后，传播到P点的振动变为波谷，就会使P点的振动向下，但此时波源2传过来的振动不一定是波谷（因为两波源的周期可能不同），所以，此时P点的振动可能被减弱，也可能是被加强的。（让学生来说明原因） 提问：如果希望P点的振动总能被加强，应有什么条件 提问：如果在介质中有另一质点Q，希望Q点的振动总能被减弱，应有什么条件 学生思考并回答：波源1和波源2的周期应相同。 教师总结：两列波相遇时，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与两列波引起的振动，质点的位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和。 结论：在两列波重叠的区域里，任一时刻某一质点的位移，等于这两列波单独传播到该点时引起的位移的矢量和，这叫做波的叠加原理。这一原理对于一切波都是适用的。 2．波的干涉 教师：一般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时，情形是很复杂的。我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。 【演示】在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB，使两个小球S1、S2同步地上下振动，由于小球S1、S2与槽中的水面保持接触，构成两个波源，水面就产生两列振动方向相同、频率也相同的波，这样的两列波相遇时产生的现象如课本图12.6－2所示。课本图12.6－2所示是从发 ... ...