波的干涉
教学目标
1、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. 2、知道现象是特殊条件下的叠加现象,知道干涉现象是波特有的现象. 3、通过观察波的独立前进,波的叠加和水现象,认识条件及干涉现象的特征.
教学建议
本节重点是对干涉概念的理解和产生稳定干涉条件的应用.学习中要注意两列波的波峰、波峰相遇处是振动最强的地方,波谷、波谷相遇处也是振动最强的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇处则是振动最弱的地方.干涉的图样是稳定的,振动强化的地方永远强化,振动减弱的地方永远减弱. 为啥频率不同的两列波相遇,不发生干涉现象? 因为频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到强化或总是减弱的区域,这样的两个波源不能产生稳定的干涉现象,不能形成稳定干涉图样.而是波叠加中的一个特例,即产生稳定的干涉图样.请教师阅读下表:
项目 | 备注 | |
概念 | 频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终强化,某些区域的振动始终减弱,并振动的强化区和减弱区相互间隔的现象 | 是波特有的现象 |
产生稳定干涉条件 | (1) 两列波的频率相同; (2) 振动情况相同. | |
产生的原因 | 波叠加的结果 |
结合图下图解释此结论.
解释时可以这样说:在介质中选一点 为研究对象,在某一时刻,当波源l的振动传播到 点时,若恰好是波峰,则引起 点向上振动;同时,波源2的振动也传播到了 点,若恰好也是波峰,则也会引起 点向上振动;这时, 点的振动就是两个向上的振动的叠加, 点的振动被强化了.(当然,在某一时刻,当波源1的振动传播到 点时,若恰好是波谷,则引起户点向下振动;同时,波源2的振动传播 到了 点时,若恰好也是波谷,则也会引起 点向下振动;这时, 点的振动就是两个向下的振动的叠加, 点的振动还是被强化了.)用以上的分析,说明啥是振动强化的区域.
波源l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,也可能是被强化的.(让学生来说明原因)
问题:如果希望P点的振动总能被强化,应有啥条件?如果在介质中有另一质点Q,希望Q点的振动总能被减弱,应有啥条件?
总结:波源1和波源2的周期应相同.
2:
观察现象:③水槽中的水.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强化,而另一些点的振动减弱的现象,强化和减弱的点的分布是稳定的.
详细解释教材中给出的插图,如下图所示.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振动强化的点的振动总是强化的,振动减弱的点的振动总是减弱的.
让学生思考和讨论,并在分析的基础上,给出干涉的定义:
(教师板书)频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动强化,某些区域的振动减弱,并振动强化和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫,形成的图样叫做图样.
请学生反复观察水槽中的水,分清哪些区域为振动强化的区域,哪些区域为振动减弱的区域.
最后应帮助学生分析清楚:介质中某点的振动强化,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.
问题:任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗?(不可以)为啥?(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)
总结:干涉是波特有的现象.
二、应用
请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过现象,举例说明:
例1、水现象.
例2、声现象.
三、课堂小结
今天,我们学习了波特有的现象:.请同学再表达一下:啥叫波干涉?啥条件下可能发生?
课后的任务是认真阅读课本.
探究活动研究声音的干涉现象.
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