物理：鲁科版 选修3-4 23 波的干涉和衍射 （教师教学案）

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1、第三节波的干涉和衍射教案三维教学目标1、知识与技能（1）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样；（1）知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件；（2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。2、过程与方法：3、情感、态度与价值观：教学重点：波的叠加原理、波的干涉条件、干涉现象和干涉图样、波发生明显衍射现象的条件。教学难点：波的干涉图样教学方法：实验演示教学教具：长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉（一）引入新课大家都熟悉“闻其声不见其人”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

2、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。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。（二）进行新课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。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.波的衍射（1）波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。）残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换

3、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。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。（2）衍射现象的条件演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。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。（参见课本图10-26甲）酽锕极額閉镇桧猪訣锥。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”。（参见

4、课本图10-26乙）彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。第二、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。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，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。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。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

5、播，观察不到衍射现象。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。结论：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。一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2、波的叠加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。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。3、波的干涉一般地说，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

6、，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。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。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10－29所示。为什么会产生这种现象呢？我们可以用波的叠加原理来解释。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。课本图10－30所示的是产生上述现象的示意图。S1和S2表示两列波的波源，它们所产生的波分别用两组同心圆表示，实线圆弧表示波峰中央，虚线圆弧表示波谷中央

7、。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。某一时刻，如果介质中某点正处在这两列波的波峰中央相遇处[课本图10－30所示中的a点]，则该点(a点)的位移是正向最大值，等于两列波的振幅之和。经过半个周期，两列波各前进了半个波长的距离，a点就处在这两列波的波谷中央相遇处，该点（a点）的位移就是负向最大值。再经过半个周期，a点又处在两列波的波峰中央相遇处。这样，a点的振幅就等于两列波的振幅之和，所以a点的振动总是最强的。这些振动最强的点都分布在课本图10－30中画出的粗实线上。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。某一时刻，介质中另一点如果正处在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中

8、央相遇处[课本图10－30中的b点]，该点位移等于两列波的振幅之差。经过半个周期，该点就处在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇处，再经过半个周期，该点又处在一列波的波峰中央和另一列波的波