波的形成和描述教案

2024-06-18

波的形成和描述教案(精选5篇)

波的形成和描述教案 第1篇

鲁科版选修3-4第二章 第一节:波的形成和传播教案

学校:龙岩一中 教师:林玉玲

【教学目标】

(一)知识与技能

1、掌握机械波的形成过程及波传播过程的特点;

2、了解机械波的分类;

3、明确机械波的产生条件及其传播特征;

(二)过程与方法

分析沿绳传播的波,理解横波的形成是关键,要充分利用图解和模拟装置认识波的形成是振动在介质中的传播,波传播的是振动形式,传递能量和信息。

(三)情感、态度与价值观

体会个别和整体的关系,感受形象思维在物理学习中的重要作用。【教学重点】波的形成过程的分析。

【教学难点】准确理解质点振动和波传播的关系。【教学方法】演示法,启发式,讨论式 教学用具

1、演示绳波的形成的长绳;并用课件展示。

2、横波、纵波演示仪;并用课件展示。

3、用幻灯展示机械波。教学过程

●新课教学

【演示1】 看2008北京奥运会开幕式文字表演视频.使学生对波有一个初步的认识.

【演示2】老师通过投影仪演示水波的形成

【演示2】视频——红旗飘飘、长绸舞、绳波

一、机械波的产生条件

演示——水波:教师用幻灯机做实验:使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。

演示——绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传 播出去,形成绳波。

以上两种波都可以叫做机械波。请学生总结:(教师可引导)

(1)机械波的概念:机械振动在介质中的传播就形成机械波

(2)机械波的产生条件:振源和介质。

振源——产生机械振动的物质,如在绳波中的手的不停抖动就是振源。

介质——传播振动的媒质,如绳子、水。

二、对机械波概念的理解

(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式;

(2)当介质发生振动时,各个质点在各自的平衡位置附近往复运动,质点本身并不随波迁移,机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器);

(3)波是传播能量的一种方式。

三、机械波的形成过程(用课件把绳波的运动展示)

(1)介质模型:把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象为(如图所示)

(2)机械波的形成过程:

由于相邻质点间力的作用,当介质中某一质点发生振动时,就会带动周围的质点振动起来,从而使振动向远处传播。例如:图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t=0)各质点的位置,这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动,设振动周期为T,则第二行表示经过了T/4时各质点的位置,这时质点1已达到最大位移,正开始向下运动;质点2的振动较质点1落后一些,仍向上运动;质点3更落后一些,此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过了T/2时各质点的位置,这时质点1又回到平衡位置,并继续向下运动,质点4刚到达最大位移处,此时振动传到了质点7。依次推论,第四、五、六行分别表示了经过3T/

4、和5T/4后的各质点的位置,并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。

四、波的种类:

按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类:横波和纵波。(1)横波的定义:质点的振动方向与波的传播方向垂直。

波形特点:凸凹相间的波纹(观察横波演示器),叫起伏波。如图3波形所示。

(2)纵波的定义:质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

波形特点:疏密相间的波形,又叫疏密波。如图4波形所示。

五、课堂练习:

下图表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t=0)各质点的位置,这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动,设振动周期为T,则第二行表示经过了T/4时各质点的位置,这时质点1已达到最大位移,正开始向下运动;质点2的振动较质点1落后一些,仍向上运动;质点3更落后一些,此时振动刚传到了质点4。请同学们在下图中继续完成经过了T/

2、3T/

4、和T后的各质点的位置。

六、思考题:

日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢人石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?

七、板书设计;

1.概念:振动在介质中的传播 2.条件:介质和波源

3.成因:质点带动、由近及远、依次重复振源振动 4.传播特点:传播能量、振动形式 5.分类:横波和纵波

八、教学反思:

《波的形成和传播》是高中物理选修3-4第二章第一节的教学内容,主要学习机械波的形成过程,机械波的分类。这节内容安排两个课时,本节课是第一课时,重点理解波的形成过程,第二课时还会具体阐述波的图像。本节是对前面机械振动知识的提升,又是后面波动知识的基础。学生在日常生活中会接触到很多的有关波的知识和现象,在初中已经初步了解过诸如声波之类的波的知识,通过高中的学习对波要加深理解。但是波的知识是比较抽象的,和学生所熟悉的物理情景有些不一样,再加上相关的知识内容对学生的空间想象要求比较高,所以很多同学觉得学习这块内容比较困难。因此教学过程我们必须充分利用实验室所能够提供的演示器材同时借用多媒体演示,让学生充分理解波的形成过程。

波的形成和描述教案 第2篇

学科:物理

授课教师:姜恩海

授课班级:高二(3)班

一、教材分析

《12.1 波的形成和传播》是新人教版高中物理选修3-4第十二章第一节的教学内容,主要学习机械波的形成过程,机械波的分类,可以说课程内容比较简单。本节是对前面知识的提升,又是后面波动知识的基础。

二、教学目标

1、知识目标:

①知道直线上机械波的形成过程

②知道什么是横波和纵波,知道波峰、波谷和密部和疏部 ③知道波在传播运动形式的同时也传递了能量

2、能力目标:

①培养学生进行科学探索的能力

②培养学生观察、分析和归纳的能力

3、情感、态度和价值观目标:

通过对波动现象的研究培养学生的空间想象能力和思维能力

三、教学重点、难点分析

机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点,也是本节课的难点。

四、教学方法和教具

实验探索和多媒体辅助教学,需要准备绳子、波动演示箱。

五、教学过程(一)复习旧知:

提问:什么是机械振动?什么是简谐运动?

学生答:机械振动:物体在平衡位置附近的往复运动.

简谐运动:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动.

(二)情景导入、展示目标。

提问:向平静水中,投石子会看到什么现象?

以石子击水点为中心,振动(波浪)远离中心向四周传播,直到很远。

[演示]绳子一端固定,手拿另一端水平拉直,上下抖动.看到什么现象?(激发兴趣,引出课题)

在这两个简单的例子中,我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动,请同学们再举出几个有关波的例子。(学生举例,活跃气氛;让学生在大量生活实例中感触波的存在,增强感性认识。)

学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发,大家听说过地震吗?学生会想到地震波。

水波、声波、地震波都是机械波,无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识,以后还会学习电磁波的知识。

(三)合作探究、精讲点拨

现在学习第一节,波的形成和传播。通过以上几个例子,师生共同分析,得出 波产生的条件:

① 振源:激发波动的振动系统(也称波源)

②介质:波借以传播的物质

波是怎样形成的呢?为什么会有不同的波形?波传播的是什么呢?(设置疑问,激发学生的探究欲望)

探究、波的形成和传播 实验

(一)理论分析:(以绳波为例,用白纸和磁铁演示,引导同学们动手画出相对应波形图)

设想把绳分成许多小部分每一小部分可以看成质点,质点与质点之间有相互作用力。

实验

(二),观察波动演示器上凹凸相间的波:(因器材有限,由教师操作,引导学生注意观察)

(1)、逆时针转动摇柄,演示屏上的质点排成一条水平线。(表示各质点都处在平衡位置)

(2)、顺时针转动摇柄,各个质点依次振动起来。(注意观察各个质点振动的先后顺序)现象:①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______,从总体上看形成凹凸相间的波。

②各质点的振动沿________方向,波的传播沿_______方向,质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移?_______ 由此过渡到波的分类: 这种波叫做横波,在横波中凸起的最高处叫做波峰,凹下的最低处叫做波谷。实验

(三),观察弹簧上产生的疏密相间的波。(因器材所限,PPT演示)

① 观察::某一确定的点是否随波迁移?________说明了什么?_____________ ②分析:弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的?____________________(类比绳上波产生的分析方法,锻炼学生的知识迁移能力)

现象:①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻________,从总体上看形成疏密相间的波。

②各质点的振动沿________,波的传播沿_______方向,质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移?_______ 这种波叫做纵波,在纵波中最密处叫做密部,最疏处叫做疏部。总结:

① 论横波还是纵波,介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此,波传播的是能量和信息,而不是介质本身。

②波传来前,各个质点是静止的,波传来后开始振动,说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此:波是传递__能量和信息_的一种方式。

波动和振动的区别和联系: 1.区别

振动是一个质点的往复运动,而波动是介质中许多质点的集体运动. 2.联系

(1)都是周期性的运动:波动周期等于质点的振动周期.

(2)从构成介质的某一质点来看,所呈现的现象是振动,从介质的整体来看,所呈现的现象是波动.

(3)振动是形成波动的必要条件,但有振动不一定存在波动.

(4)波动是振动形式(信息和能量)的传播过程.

(四)反思总结,当堂检测。(PPT演示)

设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。

(五)布置预习、课后作业

我们已经学习了波动形成和传播,那么波的图像到底是怎么样的?在下节课我们一起来学习波的图像和振动图象,这节课后同学要认真预习这部分内容。

书面作业:

六、板书设计

1、机械振动在介质中的传播,形成机械波。

2、机械波的分类:横波、纵波

3、波传播的是振动形式,是振动的能量。

七、教后反思:

课前:在备课过程中,我查阅了众多资料,经过反复推敲,课堂结构严密,思路清晰,各个知识点的衔接自然。课中:本堂课结合了实验仪器(波动演示仪)以及PPT演示,很好的展示了波的形成和传播过程,使学生能很好的明白本堂课的重难点,同时,由于时间仓促,教室中的电脑插件不足而无法播放动画,让我原有精心准备的动画没有得以展现是本次课的遗憾,同时也稍微影响了本次课的整体布局,这也考验了我临场应变的能力,使我深有感触。

波的形成和描述教案 第3篇

问题1: 波究竟是怎样形成的?为了便于学生仔细地观察,在这里可以让波的演示仪摇把转动的频率降低,让学生通过直观感知后体会:振动在介质中的传播形成波。最后让学生进行小组交流讨论,波的形成条件有两个:振源和介质。结合刚才的讨论,在这里可以进一步提出如下兩个问题让学生思考:(1、)声波是怎样形成的?(2、)宇航员在月球上能听见声音吗?通过由学生本身讨论和老师点播,使学生加深对波的认识。

问题2 :波传播时,介质中的质点在“随波迁移”吗?在这里我们可以先把横波演示仪上的某个点做上醒目标记,然后快速摇动演示仪的摇把,让波传播一段时间后,再让学生观察做标记的点“随波迁移”了没有?通过观察学生自然就会得出结论:介质中的质点并不随波迁移。观察完横波后再让学生观察纵波,看是否能得出相同结论。

问题3: 波传播时,这些质点都在振动,它们的振动有什么联系呢?为了便于学生仔细地观察,在这里依然应该让波的演示仪摇把转动的频率降低,让学生通过直观感知后体会:整个波上的质点,后一个质点总是滞后于前一个质点,总是重复前一个质点的振动,各个质点的振动周期都是一样的,从而引导学生得出波传播的是振动的形式这样一个结论。那么为了加深学生对这个知识的认识,还可以选取教材上的做一做进行人浪演示,进行演示前要让学生经过思考和讨论得出进行人浪模拟的关键在于:(1) 各个同学的脚步不能移动,以此来达到质点不随波迁移这个特征。(2)要让学生思考讨论认识到后一个同学是重复前一个同学的动作,让学生进一步加强对波动中各个质点的振动的认识。通过这样一个人浪演示加强了同学之间的团队合作精神和实事求是的科学态度。

高二物理波的形成和传播 第4篇

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[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和传播

一、教学目标

1、知识目标:

①知道直线上机械波的形成过程 ②知道什么是横波,波峰和波谷 ③知道什么是纵波,密部和疏部

④知道“机械振动在介质中传播,形成机械波”,知道波在传播运动形式的同时也传递了能量

2、能力目标:

①培养学生进行科学探索的能力 ②培养学生观察、分析和归纳的能力 ③培养学生的空间想象能力和思维能力 3.情感目标:

①培养学生细心、认真、一丝不苟做实验的品质,进而培养学生实事求是的科学态度和良好的工作作风

②培养学生互相团结、分工协作的团队精神

二、教学重点、难点分析

机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点,也是本节课的难点。解决方案:通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点,同时引导学生看书

三、教学方法

实验探索和计算机辅助教学

四、教具

丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件

五、教学过程

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(-)引入新课

[演示]抖动丝带的一端,产生一列凹凸相间的波在丝带上传播(激发兴趣,引出课题)

在这个简单的例子中,我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动,请同学们再举出几个有关波的例子。(学生举例,活跃气氛;让学生在大量生活实例中感触波的存在,增强感性认识。)

学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发,大家听说过地震吗?学生会想到地震波。

水波、声波、地震波都是机械波,无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识,以后还会学习电磁波的知识。

【板书】机械波

(二)进行新课

现在学习第一节,波的形成和传播。【板书】

一、波的形成和传播

[演示]拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端,产生一列疏密相间的波沿弹簧传播; [演示]敲击音叉,听到声音,这是声波在空气中传播(指明,虽然眼睛看不到波形,但它客观存在,也是疏密相间的波形)

(演示实验,进一步为学生提供感性认识,激发兴趣)

师生共同分析,得出波产生的条件:①波源,②介质。(为研究波的形成奠定基础)

波是怎样形成的呢?为什么会有不同的波形?波传播的是什么呢?(设置疑问,激发学生的探究欲望)

【板书】实验探索

发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告,进行实验探索并完成实验报告。实验目的:探索波的形成原因和传播规律

实验

(一),学生分组实验:每两人一条丝带(60cm左右),观察丝带上凹凸亿库教育网

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相间的波。

实验步骤:

(1)、将丝带一端用手指按在桌面上,手持另一端沿水平桌面抖动,在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。

(2)、在丝带上每隔大约2~3cm用墨水染上一个点,代表丝带上的质点。重复步骤(1)。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来,振动沿丝带传播开去,在丝带上形成凹凸相间的波。

①思考:丝带的一端振动后,为什么后面的质点能被带动着运动起来?_________________如果将丝带剪断,后面的质点还能运动吗?___________ ②分析:丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的?___________________(可以参阅课本第3页)

③观察丝带上的质点是否随波向远处迁移?__________ 实验

(二),观察波动演示器上凹凸相间的波:(因器材有限,可以教师操作,引导学生注意观察)

实验步骤:

(1)、逆时针转动摇柄,演示屏上的质点排成一条水平线。(表示各质点都处在平衡位置)

(2)、顺时针转动摇柄,各个质点依次振动起来。(注意观察各个质点振动的先后顺序)

现象:①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______,从总体上看形成凹凸相间的波。

②各质点的振动沿________方向,波的传播沿_______方向,质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移?_______ 这种波叫做横波,在横波中凸起的最高处叫做波峰,凹下的最低处叫做波谷。实验

(三),观察弹簧上产生的疏密相间的波。

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实验步骤:

(1)、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端,产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。(2)、在弹簧上某一位置系一根红布条,代表弹簧上的质点,重复步骤(1)。①观察::红布条是否随波迁移?________说明了什么?_____________ ②分析:弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的?____________________(类比丝带上波产生的分析方法,锻炼学生的知识迁移能力)

实验

(四),观察波动演示器上疏密相间的波: 实验步骤:

(1)、逆时针转动摇柄,演示屏上的质点排成一条水平线。(2)、顺时针转动摇柄,各个质点依次振动起来。

现象:①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻________,从总体上看形成疏密相间的波。

②各质点的振动沿________,波的传播沿_______方向,质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移?_______ 这种波叫做纵波,在纵波中最密处叫做密部,最疏处叫做疏部。分析实验得出结论:

①不论横波还是纵波,介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此,波传播的是_________________,而不是介质本身。

②波传来前,各个质点是静止的,波传来后开始振动,说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此:波是传递_________的一种方式。

【板书】

1、机械振动在介质中的传播,形成机械波。

2、机械波的分类:横波、纵波

3、波传播的是振动形式,是振动的能量。

师生双边活动,实验探索,总结规律。(从感性认识上升到理性认识,实现认识上的第一次飞跃。)

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(三)计算机辅助教学:

1、波的分类演示

2、横波的形成过程及传播规律

3、纵波的形成过程及传播规律(形象直观,巩固升华)

(四)知识应用:

1、课本中提到地震波既有横波,又有纵波。你能想象在某次地震时,位于震源正上方的建筑物,在纵波和横波分别传来时的振动情况吗?为什么?(从理性认识回到感性认识,实现认识的第二次飞跃)

2、本来是静止的质点,随着波的传来开始振动,有关这一现象的说法正确的有:

A、该现象表明质点获得了能量 B、质点振动的能量是从波源传来的

C、该质点从前面的质点获取能量,同时也将振动的能量向后传递 D、波是传递能量的一种方式

E、如果振源停止振动,在介质中传播的波也立即停止 F、介质质点做的是受迫振动

(五)布置作业:

1、书面作业:列举生活中常见的有关机械波的例子(横波、纵波各一例)简述它们是如何形成的。(培养学生观察生活并用所学物理知识解决实际问题的能力和表达能力)

2、动脑作业:发生地震时,从地震源传出的地震波为什么能造成房屋倒塌、人员伤亡的事故?请用本节所学知识加以解释。(学以致用,巩固提高)

3、动手作业:制作简易的横波演示器。

使用大约24根饮料吸管,回形针,胶带纸。展开胶带纸,每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管两端各别上一个回形针。把胶带的一端挂在铁架台的横杆上,拨动上端(或下端)的吸管,使回形针左右振动,就可以看到横波的传播现象。(有亿库教育网

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兴趣的同学可以制作其他的实验器。)

(培养学生动手能力和团结协作的能力)

4、课外模拟波的形成:按照课本第4页图10—6,分组模拟波的形成。(培养学生的团队精神)(多种形式激发兴趣、提高能力)教后随感:

思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。

第十章

机械波

一、波的形成和传播

思考:日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边?

一、波的形成和传播 •点击下图观看实验演示 绳波的形成过程:

1.绳子各部分看成许多质点组成,各部分之间存在着相互作用的弹力.

2.沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间,质点依次被带动. 3.振动的形式传播出去形成波.

二、横波

•点击下图观看实验演示 横波的特性:

1、横波:质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波.

2、波峰:在横波中凸起的最高处叫做波峰.

3、波谷:在横波中凹下的最低处叫做波谷.

4、横波也叫凹凸波.

三、纵波

•点击下图观看实验演示 纵波的特性:

1、纵波:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波.

2、密部:在纵波中,质点分布最密的地方叫做密部.

3、疏部:在纵波中,质点分布最疏的地方叫做疏部.

4、纵波也叫疏密波.

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三、声波和地震波

•声波是纵波.•地震波既有横波又有纵波.

四、机械波

1.介质和波源:介质——借以传播波的物质.波源——保持持续振动的物体. 2.机械波:机械振动在介质中的传播,形成机械波. 3.产生机械波的条件:同时存在振源和介质.

【注意】有振动不一定存在波,有波一定存在振动

4.机械波向外传播是振动形式的传播,介质中各质点不随波发生迁移.(1)当波在介质中传播时,各个质点均在自己的平衡位置附近振动.(2)在波的传播方向上各质点依次开始振动.

①各质点振动周期相同(由振源决定,即与振源振动周期相同)

②各质点刚开始振动的方向相同.

5.波是传递能量的一种方式

波向外传播的是振动的形式(向外传递信息和能量).

五、波动与振动 1.区别

振动是一个质点的往复运动,而波动是介质中许多质点的集体运动.

2.联系

(1)都是周期性的运动:波动周期等于质点的振动周期.

(2)从构成介质的某一质点来看,所呈现的现象是振动,从构成介质的整体来看,所呈现的现象是波动.

(3)振动是形成波动的必要条件,但有振动不一定存在波动.

(4)波动是振动形式(信息)的传播过程.

•1.关于机械振动和机械波的关系,应是()

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•A.有振动必有波 •B.有波必有振动

•C.有振动不一定有波 •D.有波不一定有振动

•2.波在传播过程中,正确的说法()

A.介质中的质点随波迁移 B.波源的振动能置随波传递

C.振动质点的频率随着波的传播而减小 D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递

•3.机械波是______过程;形成机械波的条件是存在________和_________。

日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边?

解析:不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.这是表面现象,实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移,所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动.

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波的形成和描述教案 第5篇

http:// 机械振动和机械波·波的衍射 波的干涉·教案

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求:

(1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

(2)知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象;知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点。

(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。2.通过观察水波的干涉现象,认识衍射现象的特征。通过观察波的独立前进,波的叠加和水波的干涉现象,认识波的干涉条件及干涉现象的特征。

二、重点、难点分析

1.重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。2.难点是对稳定的波的干涉图样的理解。

三、教具

水槽演示仪,长条橡胶管,投影仪。

四、主要教学过程(一)引入新课

我们向平静的湖面上投入一个小石子,可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹,并向周围传播。当波纹遇到障碍物后会怎样?如果同时投入两个小石子,形成了两列波,当它们相遇在一起时又会怎样?本节课就要通过对现象的观察,对以上现象进行初步解释。

(二)教学过程设计

主要思想是:遵照教材的编写意图,按“观察现象,归纳特征,而后得出结论”的大顺序进行教学。观察中注意引导,分析中注意启发。

1.波的衍射(1)波的衍射现象

首先观察水槽中水波的传播:圆形的水波向外扩散,越来越大。

然后,在水槽中放入一个不大的障碍屏,观察水波绕过障碍屏传播的情况。由此给出波的衍射定义。波绕过障碍物的现象,叫做波的衍射。

再引导学生观察:在水槽中放入一个有孔的障碍屏,水波通过孔后也会发生衍射现象。看教材中的插图,解释“绕过障碍物”的含义。(2)发生明显波的衍射的条件

在前面观察的基础上,引导学生进行下面的观察:①在不改变波源的条件下,将障碍屏的孔由较大逐渐变小。可以看到波的衍射现象越来越明显。由此得出结论:障碍物越小,衍射现象越明显。②可能的话,在不改变障碍孔的条件下,使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。可以看到,当波长越小时,波的衍射现象越明显。由此指出:当障碍物的大小与波长相差不多时,波的衍射现象较明显。

发生明显衍射的条件是:障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多。最后告诉学生:波的衍射现象是波所特有的现象。

在生活中,可遇到的波的衍射现象有:声音传播中的“隔墙有耳”现象;在房间中可以接受到收音机和电视信号,是电磁波的衍射现象。

2.波的干涉

观察现象①:在水槽演示仪上有两个振源的条件下,单独使用其中的一个振源,水波按照该振源的振动方式向外传播;再单独使用另一个振源,水波按照该振源的振动方式向外传播。现象的结论:每一个波源都按其自己的方式,在介质中产生振动,并能使介质将这种振动向外传播。

观察现象②:找两个同学拉着一条长橡皮管,让他们同时分别抖动一下橡皮管的端点,则会从两端各产生

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(1)波的叠加

在前面的现象的观察的基础上,向学生说明什么是波的叠加。

两列波相遇时,在波的重叠区域,任何一个质点的总位移,都等于两列波分别引起的位移的矢量和。

结合图1,解释此结论。

解释时可以这样说: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? 结论:波源1和波源2的周期应相同。(2)波的干涉

观察现象③:水槽中的水波的干涉。对水波干涉图样的解释中,特别要强调两列水波的频率是相同的,所以产生了在水面上有些点的振动加强,而另一些点的振动减弱的现象,加强和减弱的点的分布是稳定的。

详细解释教材中给出的插图,如图2所示。在解释和说明中,特别应强调的几点是:①此图是某时刻两列波传播的情况;②两列波的频率(波长)相等;③当两列波的波峰在某点相遇时,这点的振动位移是正的最大值,过半周期后,这点就是波谷和波谷相遇,则这点的振动位移是负的最大值;④振动加强的点的振动总是加强的,振动减弱的点的振动总是减弱的。

在以上分析的基础上,给出干涉的定义:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫波的干涉,形成的图样叫做波的干涉图样。

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http:// 反复观察水槽中的水波的干涉,分清哪些区域为振动加强的区域,哪些区域为振动减弱的区域。

最后应帮助学生分析清楚:介质中某点的振动加强,是指这个质点以较大的振幅振动;而某点的振动减弱,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播时,各质点均按此波源的振动方式振动是不同的。

(3)波的干涉与叠加的关系

有了前面的基础,可以启发学生说一说干涉与叠加的关系。帮助学生认识:干涉是一种特殊的叠加。任何两列波都可以进行叠加,但只有两列频率相同的波的叠加,才有可能形成干涉。

最后指出:干涉是波特有的现象。(三)课堂小结

今天,我们学习了波特有的现象:波的衍射和波的干涉。请同学再表达一下:什么叫波的衍射?什么叫波的干涉?什么条件下可能发生波的干涉?

课后的任务是认真阅读课本。

五、说明

教学中,教师应知道:(1)“障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多”是产生明显衍射现象的条件,而不是产生衍射现象的条件。波遇到障碍物就会发生衍射,只是在上述的条件下可以明显观察到。(2)波的干涉的条件是:同一类的两列波,频率(波长)相同,相差恒定,在同一平面内振动。当它们发生叠加时,会出现干涉现象,由于课本中没有提出相和相差的概念,并且只讨论一维的振动情况,所以,教学中只强调“频率相同”的条件就可以了。更多的时间,应放在认识干涉与一般叠加相比的特殊之处上。

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