1、第六節 波的干涉教學目標：（一）知識與技能1、知道波的疊加原理。2、知道什么是波的干涉現象和干涉圖樣。3、知道干涉現象也是波所特有的現象。（二）過程與方法理解波的干涉是波特有的現象。（三）情感、態度與價值觀了解波的干涉在生活中的應用，感受物理與生活之間的緊密聯系。教學重點：波的干涉現象及其產生條件。教學難點：波的疊加原理。教學方法:實驗演示和多媒體輔助教學。教學用具：長繩、發波水槽（電動雙振子）、音叉、計算機、投影儀、大屏幕、CAI 課件教學過程：（一）引入新課教師： 前面研究的波的衍射現象，是從波源發出的一列波的傳播特性。在實際情況中，常可看到幾列波同時在介質中傳播。那么， 兩列或幾列波在介

2、質中相遇時，將會發生什么現象呢？（二）新課教學1、波的疊加教師： 我們有這樣的生活經驗：將兩塊石子投到水面上的兩個不同地方，會激起兩列圓形水波。它們相遇時會互相穿過，各自保持圓形波繼續前進，與一列水波單獨傳播時的情形完全一樣，這兩列水波互不干擾。觀察其他波動現象，同樣可以發現在同一介質中傳播的幾列波相遇時，每一列波都能保持自身的頻率、波長、 振動方向和傳播方向不發生變化，這叫做波的獨立傳播原理。兩個或幾個運動著的物體相遇時，發生碰撞，結果它們原來的運動狀態一定會發生改變。只有波相遇時會互相穿過，相遇后跟沒有遇到其他波一樣，能保持本身特性繼續傳播。兩列波相遇時是怎樣互相穿過的呢？我們可以仔細觀察

3、下述實驗?！狙菔尽?在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，分別產生兩個凸起狀態1 和 2 在繩上相向傳播。觀察現象：兩列波彼此穿過，繼續傳播。波形和傳播情況跟相遇前一樣。課件演示：波的干涉，演示波的疊加場景。對現象的解釋：在介質中選一點P為研究對象，在某一時刻，當波源1的振動傳播到P 點時，若恰好是波峰，則引起P 點向上振動；同時，波源2 的振動也傳播到了P 點，若恰好也是波峰，則也會引起P 點向上振動；這時，P 點的振動就是兩個向上的振動的疊加，P 點的振動被加強了。（當然，在某一時刻，當波源 1 的振動傳播到P 點時，若恰好是波谷，則引起P 點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了P 點時，

4、若恰好也是波谷，則也會引起P 點向下振動；這時，P點的振動就是兩個向下的振動的疊加，P 點的振動還是被加強了。）用以上的分析，說明什么是振動被加強。波源1經過半周期后，傳播到P點的振動變為波谷，就會使P點的振動向下，但此時波源2 傳過來的振動不一定是波谷（因為兩波源的周期可能不同）， 所以，此時P 點的振動可能被減弱，也可能是被加強的。（讓學生來說明原因）提問：如果希望P 點的振動總能被加強，應有什么條件?提問：如果在介質中有另一質點 Q希望Q點的振動總能被減弱，應有什么條件 ?學生思考并回答：波源1 和波源 2 的周期應相同。教師總結：兩列波相遇時，在它們重疊的區域里，介質的質點同時參與兩列

5、波引起的振動，質點的位移等于兩列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。結論： 在兩列波重疊的區域里，任一時刻某一質點的位移，等于這兩列波單獨傳播到該點時引起的位移的矢量和，這叫做波的疊加原理。這一原理對于一切波都是適用的。2、波的干涉教師：一般地說，振動頻率、振動方向都不相同的幾列波在介質中疊加時， 情形是很復雜的。我們只討論一種最簡單的但卻是最重要的情形，就是兩個振動 方向、振動頻率都相同的波源所發出的波的疊加?！狙菔尽吭诎l波水槽實驗裝置中，振動著的金屬薄片AB,使兩個小球S、S2同步地上下振動，由于小球 S、S2與槽中的水面保持接觸，構成兩個波源，水 面就產生兩列振動方向相同、頻率也相同的波，這

6、樣的兩列波相遇時產生的現象 如課本圖12.6 2所示。課本圖12.6 2所示是從發波水槽上方拍攝的照片， 從 照片中可以清晰地看到，在振動著的水面上，出現了振動加強和振動減弱區域相 互間隔分布的情況。課件演示：水波的干涉，觀察實物圖和立體圖。為什么會產生這種現象呢？我們可以用波的疊加原理來解釋。課本圖12.63所示的是產生上述現象的示意圖。S和&表示兩列波的波源，它們所M產生的波分別用兩組同心圓表示，實線圓弧表./i ,; 討示波峰中央，虛線圓弧表示波谷中央。某-時./荏編£忌 刻，如果介質中某點正處在這兩列波的波峰中4,.；工，lI kA /央相遇處（課本圖12.63所示中

7、的M點），IH |工冷展的十而的修$吏困 則該點（M點）的位移是正向最大值，等于兩列波的振幅之和。經過半個周期，兩列波各前進了半個波長的距離，M點就處在這兩列波的波谷中央相遇處，該點（M點）的位移就是負向最大值。再經過半個 周期，M點又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣，M點的振幅就等于兩列波的振幅之和，所以M點的振動總是最強的。這些振動最強的點都分布在課本圖 12.6 3中畫出的粗實線上。某一時刻，介質中另一點如果正處在一列波的波峰中央 和另一列波的波谷中央相遇處（課本圖 12.6 -3中的N點），該點位移等于兩列 波的振幅之差。經過半個周期，該點就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰 中央相

8、遇處，再經過半個周期，該點又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷 中央相遇處。這樣，該點振動的振幅就等于兩列波的振幅之差，所以該點的振動總是最弱的。如果兩列波的振幅相等，這一點的振幅就等于零。這就是為什么在某些區域水面呈現平靜的原因。這些振動最弱的點都分布在課本圖12.6 3 中畫出的粗虛線上?？梢钥闯?，振動最強的區域和振動最弱的區域是相互間隔開的。課件演示：水波的干涉，觀察示意圖?？偨Y： 頻率相同的波，疊加時形成某些區域的振動始終加強，另一些區域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區域相互間隔，這種現象叫做波的干涉（ inerference ） 。形成的圖樣叫做干涉圖樣。只有兩個頻率相同的波源發出的波，疊加時才會獲得穩定的干涉圖樣，這樣的波源叫做相干波源，它們發出的波叫做相干波。不僅水波，一切波都能發生干涉，干涉現象是一切波都具有的重要特征之一?！狙菔尽壳脫粢舨媸蛊浒l聲，然后轉動音叉。引導學生觀察現象?，F象：可以聽到聲音忽強忽弱。解釋：這是聲波的干涉現象。音叉的兩股振動頻率相同，這樣，兩列頻率相同的聲波在空氣中傳播，有的區域振動加強，有的區域振動減弱，于是聽到聲音忽強忽弱的現象。（三）課堂小結本節課我們學習了波的疊加和波的干涉。兩列波相遇時，在它們重疊的區域里，介質的質點同時參與兩列波引起的振動，質點的位移等于兩列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。頻率相同的波，疊加時形成某些