2017-2018学年高中物理 第十二章 机械波 第4节 波的衍射和干涉教案 新人教版选修3-4

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1、第四节波的衍射和干涉物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教学目标：（一）物理观念1、知道什么是波的衍射现象。2、知道波发生明显衍射现象的条件。3、知道衍射是波的特有现象。4、知道波的独立传播特性和波的叠加原理；5、知道什么是波的干涉现象和干涉图样.6、知道干涉现象是波动特有的现象。（二）科学思维、科学探究能够运用衍射条件进行判断。（三）科学态度与责任了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。通过联系生活、演示实验，培养学生观察、对比、归纳及空间想象等能力教学重点：波发生明显衍射现象的条件。波的叠加原理和波的干涉现象

2、教学难点：对波发生明显衍射现象的条件的应用。波的干涉图样的理解教学方法：实验演示和多媒体辅助教学。教学用具：水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪、CAI课件。教学过程：（一）引入新课大家都熟悉“闻其声不见其人”、“隔墙有耳”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。（二）新课教学1、波的衍射教师：波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。大家想一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？学生举例：在水塘里，微风激起的水波遇到露出

3、水面的小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播；房间内讲话，在房外也可以听到；收音机在房间内也能收到电台发射的电磁波等等。教师：任何波在遇到障碍物时，都能发生衍射，但不同的波发生衍射的明显程度不同。下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观察。【演示】在水波槽里放一个小挡板，让波源发出的圆形波遇到小挡板，将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板，重新做实验。现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明什么？结论：发生衍生的条件与障碍物的大小有关。下面通过实验研究发生明显衍射现象的条件。【演示】在水波槽里放两块小挡板，当中

4、留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。（1）保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（投影课本图12.5-1乙）在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。（投影课本图12.5-1甲）（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。将课本图12.5

5、-2中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上（如图所示），它们是做衍射实验时拍下的照片。甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。结论：发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。［课件演示：波的衍射（通过课件演示，形象直观地再现波发生明显衍射现象的条件，给学生再次留下清晰直观的印象，从而收到良好的教学效果

6、。）］教师：大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？介绍：能够引起听觉的声波范围是20Hz～20000Hz，空气中的声速按340m/s计算教师：引导学生求解声波的波长范围，并解释“闻其声不见其人”的原因。学生计算：由得，能够引起听觉的声波波长范围是1.7cm～17m之间。这个范围可以和一般的障碍物的尺寸相比，因此声波能够绕过一般障碍物，发生明显的衍射。教师：为何“不见其人”呢？后面我们还要学习光的知识。光也是一种波。可见光的波长范围约在0.4～0.7μm之间，跟一般障碍物的尺寸相比非常小，所以通常情况下看不到光的衍射，这就是我们通常说的，“光沿直线传播”。强调

7、指出：一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。2、波的干涉引入新课生活现象类比：相向运动的两球相遇会怎样？两波相遇又会怎样？请举出生活中常见的两波相遇的实例。演示：1、两声波相遇；2、水槽两水波相遇；思考1：两波相遇之后是否会受干扰?一、波的独立传播性两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此互不影响。21思考2：两波相遇期间，介质中的质点振动有何规律？二、波的叠加原理视频（两波相遇时）、课件模拟（绳波相遇区的情况）a.暂停在波