《4波的衍射和干涉》新课标优质课教案设计

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(一)通过对实际问题及实验现象的观察定性说明了波的独立传播特性.

(二)运用矢量叠加原理分析两列波叠加的情形,得出叠加原理.

(三)观察波的干涉实验运用波的独立传播特性和波的叠加原理分析干涉现象,得出两列波发生干涉条件和干涉图样的特点

第(一)(二)两个层次的内容是学习第三个层次内容的辅助知识,不是教学的重点,第三个层次的知识是本节课学习的重点.因为波的干涉图样是一种动态的稳定,稳中有动的现象,这对学生的思维能力及空间想象能力要求较高，因而是教学的重点

二、设计思想

　　“波的干涉”一节是高一物理教材中学生们感到较难理解的部分，难点在于对波的叠加原理的理解、干涉图样的解释。要突破难点，必须做好实验， “发波水槽实验”显现明显，并运用多媒体课件进行模拟演示可较好地解决这一问题。

　　教学过程中两处应用到多媒体课件。一是用于表现两个单波在相向而行过程中叠加的情况，波的叠加现象在实验中较难演示，“绳波的叠加实验”中几乎看不到现象。本课采用的“发波水槽实验”观察两个波峰的叠加现象较明显，但波峰与波谷、波谷与波谷的叠加情况则无法看到；此外，波的叠加过程非常快，不便对照讲解，也不能定量地看到叠加过程中每一质点的位移与原来两峰引起位移间的关系。要让同学们对波的叠加现象有一个全面的、准确的认识，就需要借助多媒体课件模拟这一叠加过程。本课中另一处借助多媒体表现了动态的干涉图样，当同学们通过“发波水槽实验”观察到水波的干涉现象后，要将这一图样解释清楚，单靠课本上虚、实相交的示意图比较困难。例如，要同学们认识到振动加强（或减弱）带上的质点随着波的推进始终振动加强（或减弱），静态的示意图就很难表现，但在多媒体动态图样上，就可在振动加强（或减弱）带上任选一个质点让同学们观察随着波的推进这一点始终是振动加强（或减弱）的。多媒体的采用可使同学们更加直观、形象地理解波的干涉图样。

　　物理学是一门实验的科学，物理知识来源于生活实践，应用于生活实践，因此教学中应着重于如何设计好实验，并采用各种手段使实验现象更加明显、易于讲解，其中多媒体模拟课件就是一个非常有效的辅助手段。在本课的设计中基本上是以演示实验和学生实验为基础，再加上多媒体课件，二者有机地结合在一起，优势互补、相辅相成、缺一不可。

三、教学目标设计

　　（1） 知识目标：知道波的独立传播特性和波的叠加原理；知道波的干涉现象及产生干涉的条件；理解干涉现象的形成原理；知道干涉是一切波的特性。

　　（2） 能力目标：培养学生观察，比较，归纳及空间想象能力。

　　（3） 情感目标：培养学生积极参与，相互协作的团队精神及探索物理现象的兴趣。

四、教学程序设计

　　1．新课引入，激发学习兴趣

　　向同学们展示我国古代的发明之一——鱼洗盆喷水的现象，并请大家说说鱼洗盆的设计可能包含哪些原理。一方面可激发大家强烈的学习兴趣，另外让大家对我国古代人民在振动与波方面的造诣有所了解，激起民族自豪感。

　　2．波的叠加原理

　　两个相同运动的球，相遇后结果如何？（分别弹回）两个波相遇后结果又如何呢？

　　［演示实验］

　　发波水槽，先请同学注意观察两个水波相遇时波峰的变化情况（产生了一个更大的波峰），再请同学注意观察两波相遇后的情况（两波保持原来状态各自继续向前传播，就像未曾相遇过一样）。这一演示实验真实、直观、现象明显，可以让同学对两峰叠加时波峰明显增大留下深刻印象。但水波的叠加过程非常快，不便对照讲解，也不能定量地看到叠加过程中每一质点的位移与原来两峰引起位移间的关系，这就需要借助多媒体课件模拟这一叠加过程。

　　[多媒体演示]

　　a．暂停在波峰与波峰相遇的某一时刻，指出叠加后每一质点的位移为原来两波引起位移的矢量和。

　　b．引导学生自己分析波峰与波谷、波谷与波谷相叠加的情况；并用多媒体课件演示这两个过程。真实的实验中波谷是很难观察到的，这里多媒体课件填补了这一缺憾。

　　[小结波的叠加原理，定义振动加强与振动减弱] 这一过程帮助学生将感性的现象定格为物理规律。

[分析两列频率、振幅相同波的叠加]

a.设问：假使有两列振动频率相同、振幅相同的波连续不断的相向传播，叠加的情况怎样呢？黑板上所画的两列相向而行的波恰好处于完全叠加的状态，请大家根据上面所学的叠加原理画一下叠加后的波形．随着两列波继续推进，叠加情况如何呢？