高二物理人教选修344波的衍射和干涉

1、波(Bo)的衍(Yan)射和干预重/难点重点：波的衍射、波的叠加及发生波的干预的前提。难点：对不变的波的干预图样的理解。重/难点阐发重点阐发：“障碍物或孔的巨细比波长小，或者与波长相差不多是发生较着衍射现象的前提，而不是发生衍射现象的前提。波碰到障碍物就会发生衍射，只是在上述的前提下可以较着不雅察到。波的干预的前提是：统一类的两列波，频率(波长)一样，相位差恒定，在统一平面内振动。当它们发生叠加时，会呈现干预现象。难点阐发：波的干预是波的叠加的一个特别环境，任何两列波都可以叠加，但只有知足相关前提的两列波才能发生不变的干预现象。发生干预的区域中，介质中的质点仍在不竭地振动着，其位移的巨细和标的目的都随时候做周期性的转变，但振动增强的点始终增强，振动削弱的点始终削弱，而且振动增强的区域和削弱的区域互相距离，形成的干预条纹位置不随时候发生转变。该当明白，所谓振动增强是指质点介入的合振动的振幅比零丁一列波引起的振动的振幅年夜的环境，是以，振动增强的点的位移是在不竭转变的，在某一时刻的位移可觉得零，只是其振动的振幅连结不变而己。打破策略1波的衍(Yan)射(1)波(Bo)的衍射现象起首不雅察水

2、槽中水波的传布：圆形的水波向外扩散，越来越年夜。然后，在水槽中放入一个不年夜的障碍屏，不雅察水波绕过障碍屏传布的环境。由此给出波的衍射界说。波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。再指导学生不雅察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波经由过程孔后也会发生衍射现象。看教材中的插图，诠释“绕过障碍物的寄义。(2)发生较着波的衍射的前提在前面不雅察的根底上，指导学生进展下面的不雅察：在不改变波源的前提下，将障碍屏的孔由较年夜逐渐变小。可以看到波的衍射现象越来越较着。由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越较着。可能的话，在不改变障碍孔的前提下，使水波的波长逐渐变年夜或逐渐变小。可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越较着。由此指出：当障碍物的巨细与波长相差不多时，波的衍射现象较较着。发生较着衍射的前提是：障碍物或孔的巨细比波长小，或者与波长相差不多。最后告诉学生：波的衍射(She)现象是波所特有的现象。在(Zai)糊口中，可碰到的波的衍射现象有：声音传布中的“隔墙有耳现象；在房间中可以领受到收音机和电视旌旗灯号，是电磁波的衍射现象。例1 一列水波穿过小孔发生衍射现象，衍射后水波的强度削弱是因为 A、水波的

3、波长增年夜 B、水波的周期增年夜 C、水波的频率减小D、水波的振幅减小解析：水波的频率是由波源的频率决议的，发生衍射后水波的频率不变，所以选项B、C错误。波速是由介质决议的，发生衍射后波速不变，由v=f知，水波的波长不变，先项A错误。波的强弱是由振幅决议的，所以选项D准确。2波的干预不雅察现象：在水槽演示仪上有两个振源的前提下，零丁利用此中的一个振源，水波按照该振源的振动体例向别传布；再零丁利用另一个振源，水波按照该振源的振动体例向别传布。现象的结论：每一个波源都按其本身的体例，在介质中发生振动，并能使介质将这种振动向别传布。不雅察现象：找两个同窗拉着一条长橡皮管，让他们同时别离发抖一下橡皮管的端点，那么会从两头各发生一个波包向对方传布。当两个波包在中心相遇时，外形发生转变，相遇后又各自传布。现象的结论：波相遇时，发生叠加。今后仍按本来的体例传布。(l)波的叠(Die)加在(Zai)不雅察前面现象的根底上，向学生申明什么是波的叠加。两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的总位移，都等于两列波别离引起的位移的矢量和。连系图1，诠释此结论。诠释时可以如许说：在介质中选一点P为研究对象，

4、在某一时刻，当波源1的振动传布到P点时，假设刚好是波峰，那么引起P点向上振动；同时，波源2的振动也传布到了P点，假设刚好也是波峰，那么也会引起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点的振动被增强了。(当然，在某一时刻，当波源1的振动传布到P点时，假设刚好是波谷，那么引起P点向下振动；同时，波源2的振动传布到了P点时，假设刚好也是波谷，那么也会引起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点的振动仍是被增强了。)用以上的阐发，申明什么是振动被增强。波源1颠末半周期后，传布到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传过来的振动不必然是波谷(因为两波源的周期可能分歧)，所以，此时P点的振动可能被削弱，也可能是被增强的。(让学生来申明原因)提问：假如但愿P点的振动总能被增强，应有什么前提？提(Ti)问：假(Jia)如在介质中有另一质点Q，但愿Q点的振动总能被削弱，应有什么前提？结论：波源1和波源2的周期应一样。(2)波的干预不雅察现象：水槽中的水波的干预。对水波干预图样的诠释中，出格要强调两列水波的频率是一样的，所以发生了在水面上有些点的振动增

5、强，而另一些点的振动削弱的现象，增强和削弱的点的分布是不变的。具体解佛教材中给出的插图，如图2所示。在诠释和申明中，出格应强调的几点是：此图是某时刻两列波传布的环境；两列波的频率(波长)相等；当两列波的波峰在某点相遇时，这点的振动位移是正的最年夜值，过半周期后，这点就是波谷和波谷相遇，那么这点的振动位移是负的最年夜值；振动增强的点的振动老是增强的，振动削弱的点的振动老是削弱的。在以上阐发的根底上，给出干预的界说：频率一样的两列波叠加，使某些区域的振动增强，某些区域的振动削弱，而且振动增强和振动削弱的区域互相距离，这种现象叫波的干预，形成的图样叫做波的干预图样。发生干预的另一个需要前提是，两个波源的相位差必需连结不变。频频不雅察水槽中的水波的干预，分清哪些区域为振动增强的区域，哪些区域为振动削弱的区域。最(Zui)后应帮(Bang)忙学生阐发清晰：介质中某点的振动增强，是指这个质点以较年夜的振幅振动；而某点的振动削弱，是指这个质点以较小的振幅振动，这与只有一个波源的振动在介质中传布时，各质点均按此波源的振动体例振动是分歧的。(3)波的干预与叠加的关系有了前面的根底，可以开导学生说一说干预

6、与叠加的关系。帮忙学生熟悉：干预是一种特别的叠加。任何两列波都可以进展叠加，但只有两列频率一样的波的叠加，才有可能形成干预。最后指出：干预是波特有的现象。例2如图暗示两个相关波源S1、S2发生的波在统一种平均介质中相遇，图中实线暗示某时刻的波峰，虚线暗示的是波谷，以下说法准确的选项是 A、a、c两点的振动增强，b、d两点的振动削弱B、e、f两点的振动介于增强点和削弱点之间C、经恰当的时候后，增强点和削弱点的位置交换D、经半个周期后，本来位于波峰的点将位于波谷，本来位于波谷的点将位于波峰解(Jie)析：a点是(Shi)波谷与波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动增强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动削弱的点，选项A准确。e位于增强点的连线上，仍为增强点，f位于削弱点的连线上，仍为削弱点，选项B错误。相关波源叠加发生的干预是不变的，不会随时候转变，所以选项C错误。因形成干预图样的介质质点也是不竭地做周期性振动，经半个周期步伐相反，选项D准确。故该题的准确谜底是A、D。打破反思本次课首要的设计思惟是：遵循教材的编适意图，按“不雅察现象，归纳特征，尔后得出结论的年夜挨次进展讲授。不雅察中注重指导，阐发中注重开导。首要应用尝试法，多媒体展示法，会商交流法来完本钱节的讲授内容。经由过程尝试让学生理解到波的干预。经由过程多媒体展示让学生更形象地理解波的两年夜特征：干预和衍射。第 7 页

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