5. 波的干涉、衍射教学教案设计

§2.5 波的干涉

成都市盐道街中学物理组 袁世明

【学习目标】通过本节课的学习探究，你应该：

1.通过实验观察分析知道波的叠加原理；

2.通过实验分析知道知道干涉是特殊情况下波的叠加，知道波的干涉条件和干涉图样。

【重点难点】波的干涉现象

【学习过程】

问题情景 想一想：两束正在传递的机械波相遇述情况会看到什么现象呢？

【活动一】认识波的叠加原理

活

动活

动

活

动

过 程

目

标

形

式

观看

【观察实验】观察实验并思考：

视频

1.两个在绳中相向传播的机械波相遇后，会发生什么现象呢？？

【实验现象】

相遇后，每一列波都 各自的状态继续沿着原来的

方向向前传播，彼此之间 干扰

知道

记录

波的

实验

2.两个在绳中相向传播的机械波相遇中，会发生什么现象呢？波相遇时位独立

移的特点？

传播

特性

【实验现象】 区域里，介质的质点 参与这几列波引起的振和波

动；质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的 的叠

加原

理

交流

相遇前

讨论

相遇过程

相遇后

自主

阅读

3.【实验结论】

（阅读教材P36最后三段） 归纳

一、波的叠加原理

总结

1.波的独立传播特性：几列波在 介质中传播，在介质中某一点（或某一区域） ，每一列波都能够 各自的状态继续沿着原来的

方向向前传播，彼此之间 干扰，好象没有遇到另一列波一样。

1

2.波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在

它们 区域里，介质的质点 参与这几列波引起的振动，质交流

点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的 。

讨论

3.波相遇时位移的特点：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的 做振动，质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的 【学以致用】开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。反映了波的什么性质？

【过渡】

池塘中两水波相遇时，会发生什么现象呢？

【活动二】认识波的干涉现象

活

动

目

标

知道

干涉

是特

殊情

况下

波的

叠加，

知道

波的

干涉

条件

和干

涉图

样

活

动

形

式

实验

观察

记录

实验

自主

阅读

归纳

总结

自主

阅读

课内

交流

交流

讨论

活

动

过 程 【观察实验】观察实验并思考：

两个相同频率、相同振动方向的机械波相遇后，观察重叠区域会发生什么现象？

【实验现象】

两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对 的区域和 的区域，这两种区域在水面上的位置是 的，而且相互 。

【实验结论】

（阅读教材P37最后二、三段）

二、波的干涉

1.波的干涉概念：

频率 的两列波叠加，使某些区域的振动 ，某些区域的振动 ，而且振动 和振动 的区域相互隔开的现象叫做波的干涉

2.干涉图样：（P38图2-5-5）

【理论探究干涉图样产生原因】（阅读教材P37最后四段）

（1）为什么两列波相遇时能出现振动始终加强的区域呢？

如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成 和 相遇。波峰和 、波谷和 相遇时，质点的位移都是 ，等于这两列波的振幅之和，因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。

（2）为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域呢？

（3）任意两列波相遇叠加一定能得到稳定的干涉图样吗？

【结论】

2

自主

完成

交流

总结

3.形成稳定明显干涉图样的一个必要条件：

两列波的频率 【学以致用】如图所示，已知两列水波的的波长均为λ，试用波长λ表示出位置3、5各质点到两波源之间的距离及距离差？

试从干涉图样中分析出加强区处的任一质点到两波源之间的距离存在什么规律？减弱区呢？

【结论】

4.波的干涉加强、减弱位置的确定：

假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长为λ，则有

（1）若P点为振动加强点：则有P点到两列波的波源的距离差等于波长的 倍或半个波长的 倍。

即

x1-x2（n = 0,1,2,……）

（2）若P点为振动减弱点：则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。

即

x1-x2（n = 0,1,2,……）

【活动三】学后反思 能力提升

活

动

目

标

活

动

形

式

活动过程

3

知

识

整

理

能

力

提

升

课

堂

小

结

【活动四】课后巩固 学以致用

活

动

目

标

巩

固

知

识

学

情

检

查

活

动

形

式

自主

完成

习

题

巩

固

活动过程

1、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（ ）

A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强

B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同

C、在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和

D、几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰

2、两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则（ ）

A、振动加强的质点，始终处于最大位移处

B、振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱的质点的位移

C、波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强

D、波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱

3、频率相同的两列波发生干涉现象时，有（ ）

A、某一点如果是两列波的波峰与波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇

B、某一点如果是两列波的波谷与波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波谷相遇

C、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是两列波的波谷相遇

D、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇

4、如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有（ ）

A、该时刻a质点振动最弱， b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱 B、该时刻a质点振动最弱， b、c、d质点振动都最强

C、a质点的振动始终是最弱的， b、c、d质点的振动始终是最强的

D、再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱

5、如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和4

0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是 （ ）

A．C、E两点都保持静止不动

B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm C．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动

D．从图示的时刻起经0.25s，B点通过的路程为20cm 课本P83练习与评价1—4题

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