资源简介

课题 3.4 波的干涉
学科 物理 学段 选择性必修第一册 年级 高二
教材 人教版（2019）
学生分析及教材分析
学生分析： 高中物理是学生接触波的干涉概念的重要阶段，学生在初中物理阶段已经学习了波的基本知识，如波的传播性质和波的特征。因此，学生对波的基本概念具备一定的了解。然而，由于干涉现象较为复杂，涉及到波的超前和滞后相位等概念，学生可能会面临一定的困难。 教材分析： 本节课程是在学习了波的反射、折射以及衍射的基础上更进一步的了解波的特征，教材通过波的叠加这种普遍的物理现象，引起学生探究波的叠加规律的兴趣，从而引出波的干涉这种特殊叠加现象，学生要清楚波的干涉是一种特殊的叠加形式，发生波的干涉现象需要满足一定的条件，并要知道波的干涉规律。
教学目标及教学重点、难点
教学目标： 理解两列频率相同的波才能发生干涉现象，并知道干涉现象的特点。 认识到干涉现象是特殊条件下的叠加现象，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。 教学重难点： 重点：波的叠加原理，波的干涉条件，干涉图样和现象，波的行射现象；波能产生明显衍射现象的条件。 难点：产生明显衍射现象的条件、波的叠加原理。
核心素养
物理观念：理解什么是波的干涉现象，知道波发生明显干涉现象的条件。 科学思维：知道波的独立传播特点，理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果。 科学探究：知道波的干涉图样的特点，理解波形成稳定干涉图样的条件，知道振动加强点、减弱点的振动情况。 科学态度与价值观：在学习过程中培养学生的科学思维与科学探究能力，同时培养学生科学态度与责任。
教学方法和手段
合作探究法、讲授分析法、多媒体演示
教学过程(表格描述)
教学 环节 主要教学活动 设置意图
创设 问题 情境 引入 新课 教师呈现资料动图，学生带着下面问题观看多媒体课件视频和动图： 通过观看动图，说说在在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？在介质中常常有几列波同时传播。两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，改变各自的运动特征呢？ 活动方式：学生通过观看图片，自己思考，并以学习小组为一组讨论，讨论完成后，小组代表发言。 教师活动：学生回答问题之后，教师进行总结，引出本课内容。 有目的的学习为引题做铺垫
一、波的叠加 提出问题：如果绳子的两端同时抖动，可能会有什么现象发生 实验演示：两列波相遇前各自向前传播，相遇时相遇区域的波形不同于两个独立传播的波形，相遇后两列波彼此穿过，继续传播。 教师可反复演示两列波同时传播的实验现象，并要求学生仔细观察两列波传播过程中波形的变化情况，分析相遇区域质点的振动情况和合位移的大小。为了使现象更加清晰，可以对实验现象进行录像，再慢放展示。 总结：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时分别引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。 教师讲解波的叠加相关内容 1.波传播的独立性 2.波的叠加原理 3.加强点和减弱点 （1）有些点两列波振动情况完全相同，称为加强点； （2）有些点两列波振动情况完全相反，称为减弱点 PPT展示例题1并讲解 学生在上节课堂波的反射、折射和衍射一定的了解，铺垫本课所学知识。
二、波的干涉 PPT展示两列频率相同的水波相遇 提问：两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。 现象：两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 PPT展示现象示意图： 思考：从振动图像中看，加强点A距离平衡位置的位移变吗？ 教师讲解波的干涉加强的解释： 波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和 提问：从振动图像中看，减弱点B距离平衡位置的位移变吗？若两列波的振幅不相同，此时B点的位移是多少？ 教师讲解波的干涉减弱的解释： 波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静。 PPT展示加强和减弱的现象示意图 教师提问1：若两列波的的频率和相位差不相同，你认为在相互叠加时，能否出现稳定的相间的加强和减弱区呢？ 教师提问2：如何才能形成像上述实验现象一样的稳定的加强和减弱的稳定图样呢？ 教师讲解波的干涉相关内容 1.定义 2.形成稳定干涉图样的条件 (1)两波源的频率相同。 (2)振动方向相同。 (3)相位差恒定。 教师提醒学生注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。 教师：波的干涉具有怎样的规律呢 教师讲解波的干涉规律 振动加强点和减弱点满足的条件： 1.若两个波源的振动频率和振动步调相同 (1)加强点与两个波源的距离差： 小结：加强点与两个波源的距离差是半波偶数的整数倍 (2)减弱点与两个波源的距离差： 小结：减弱点与两个波源的距离差是半波奇数的整数倍 2.若两个波源的振动频率和振动步调相反 (1)减弱点与两个波源的距离差： 减弱点与两个波源的距离差是半波偶数的整数倍 (2)加强点与两个波源的距离差： 加强点与两个波源的距离差是半波奇数的整数倍 在学生了解波的叠加的基础上，再进一步说明，在特殊情况下，即当两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同时，叠加的结果就会出现稳定的“图案” 锻炼学生的逻辑思维能力 帮助学生透彻理解 规律的实质。 在教师的引导下学生分析，锻炼学生的分析能力， 教师引导下的讨论，注重学生的讨论过程
随堂 练习 1、如图是振动情况完全相同的两列波叠加的示意图，波的周期为T，振幅为A，M、N、O为叠加区域的三个点。图示时刻，O是波谷与波谷的相遇点，M是波峰与波峰的相遇点，N是波峰和波谷的相遇点。下列说法正确的是（C） A．M是振动加强点，O、N是振动减弱点 B．图示时刻，M、N两点的高度差为4A C．从图示时刻经，M点通过的路程是4A D．从图示时刻经，O处的质点随波迁移到M点 2、同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是（C ） A．质点M是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱 B．质点N是振动减弱的点，其位移始终为0 C．质点P是振动加强的点，其位移大小始终等于0 D．振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变 3、图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），两波源振幅均为2cm，下列说法正确的是（B） A．再过半个周期，质点B 振动加强 B．质点A 在该时刻的位移大小为4cm，再过四分之一个周期，A的位移为0，且A的振动方向垂直水面向下 C．B、C 水平方向连线的中点是减弱点 D．再过半个周期，质点D 运动到A处 学生思考讨论并在教师的引导下回答，强化所学知识的应用，并加深记忆。
课堂 总结 学生梳理自己本节所学知识，教师根据学生表述，查漏补缺。
板书设计
第三章 机械波3.4 波的干涉 一、波的叠加 （1）波传播的独立性 （2）2.波的叠加原理 （3）加强点和减弱点 二、波的干涉 （1）定义 （2）加强点满足的条件、减弱点满足的条件
教学设计反思
为了及时了解学生的学习情况，我要定期组织学生进行课堂检测和小测验，并及时反馈他们的学习成果和问题。通过课堂检测和小测验，我可以了解学生的掌握程度和学习进度，及时找出他们的薄弱环节，并针对性地给予帮助和指导。同时，我要及时给予学生肯定和鼓励，激发他们积极应上的学习动力。通过及时的反馈，我能够调整教学策略，更好地满足学生的学习需求。

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