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1、高中物理新人教版选修-4系列课件第十二章机械波12.1波的形成和传播教学目标教学目标知识与能力知识与能力理解波的形成过程及质点的振动特点理解波的传播过程的特点知道横波和纵波的异同，机械波的一般特点教学重点教学重点波的形成和传播过程的特点教学难点教学难点波的形成过程和质点振动的特点一、绳波的形成过程：一、绳波的形成过程：1绳绳子子各各部部分分看看成成许许多多质质点点组组成成，各各部部分分之之间间存在着相互作用的弹力存在着相互作用的弹力2沿沿波波的的传传播播方方向向上上后后一一个个质质点点比比前前一一个个质质点点落后一段时间，质点依次被带动落后一段时间，质点依次被带动3振动的形式传播出去形成波振动
2、的形式传播出去形成波每个质点的振动情况都和波源相同每个质点的振动情况都和波源相同（振动情况包括起振方向，振动周期，（振动情况包括起振方向，振动周期，振幅）振幅）介质中各质点只在各自平衡位置附近介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的传播方向发做机械振动，并不沿波的传播方向发生迁移生迁移沿波的传播方向，介质中各质点依沿波的传播方向，介质中各质点依次开始振动，距离波源愈近，愈先开次开始振动，距离波源愈近，愈先开始振动始振动 经过整周期，波形恢复原样经过整周期，波形恢复原样（一）横波的特性：（一）横波的特性：1、横横波波：质质点点的的振振动动方方向向跟跟波波的的传传播播方方向向垂垂直直
3、的波叫做横波的波叫做横波2、波峰：在横波中凸起的最高处叫做波峰、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、波谷：在横波中凹下的最低处叫做波谷4、横波也叫凹凸波、横波也叫凹凸波二、波的特性：二、波的特性：（二）纵波的特性：（二）纵波的特性：1、纵纵波波：质质点点的的振振动动方方向向跟跟波波的的传传播播方向在同一直线上的波叫做纵波方向在同一直线上的波叫做纵波2、密密部部：在在纵纵波波中中，质质点点分分布布最最密密的的地方叫做密部地方叫做密部3、疏疏部部：在在纵纵波波中中，质质点点分分布布最最疏疏的的地方叫做疏部地方叫做疏部4、纵波也叫疏密波、纵波也叫疏密波三、声波和
4、地震波三、声波和地震波声波是纵波声波是纵波.地震波既有横波又有纵波地震波既有横波又有纵波 四、机械波四、机械波 1介介质质和和波波源源：介介质质:借借以以传传播播波波的的物物质质波源波源:保持持续振动的物体保持持续振动的物体2机机械械波波：机机械械振振动动在在介介质质中中的的传传播播，形成机械波形成机械波3产产生生机机械械波波的的条条件件：同同时时存存在在振振源源和和介质介质 【注注意意】有有振振动动不不一一定定存存在在波波，有有波波一一定存在振动定存在振动4机械波向外传播是振动形式的传播，介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质中各质点不随波发生迁移（1）当波在介质中传
5、播时，各个质点均）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）在波的传播方向上各质点依次开始振动振动 各质点振动周期相同（由振源决定，各质点振动周期相同（由振源决定，即与振源振动周期相同）即与振源振动周期相同）各质点振幅相同（不考虑能量损失各质点振幅相同（不考虑能量损失时）时）各质点刚开始振动的方向相同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是传递能量的一种方式 波向外传播的是振动的形式（向波向外传播的是振动的形式（向外传递信息和能量）外传递信息和能量）1 1、关于机械振动和机械波的关系应是、关于机械振动和机械
6、波的关系应是:A A有振动必有波有振动必有波 B B有波必有振动有波必有振动 C C有振动必有横波有振动必有横波 D D有波不一定有有波不一定有振动振动2.2.在机械波中，下列说法错误的是在机械波中，下列说法错误的是 A A各质点都在各自的平衡位置附近振动各质点都在各自的平衡位置附近振动 B B相邻质点间必有相互作用力相邻质点间必有相互作用力 C C前一质点的振动带动相邻的后一质点振前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点动，后一质点的振动必定落后于前一质点 D D各质点也随波的传播而迁移各质点也随波的传播而迁移BD3.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停沿绳传播的
7、一列机械波，当波源突然停止振动时，有止振动时，有 A绳上各质点同时停止振动绳上各质点同时停止振动,横波立即消横波立即消失失 B绳上各质点同时停止振动，纵波立即消绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失失 C离波源较近的各质点先停止振动，较远离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动的各质点稍后停止振动 D离波源较远的各质点先停止振动，较近离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动的各质点稍后停止振动C五、波动与振动五、波动与振动1区别区别 振振动动是是一一个个质质点点的的往往复复运运动动，而而波波动动是是介质中许多质点的集体运动介质中许多质点的集体运动2联系联系 （1）都都
8、是是周周期期性性的的运运动动：波波动动周周期期等等于于质点的振动周期质点的振动周期 （2）从从构构成成介介质质的的某某一一质质点点来来看看，所所呈呈现现的的现现象象是是振振动动，从从构构成成介介质质的的整整体体来来看看，所呈现的现象是波动所呈现的现象是波动（3）振动是形成波动的必要条件，）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动但有振动不一定存在波动 （4）波动是振动形式（信息）的）波动是振动形式（信息）的传播过程传播过程问题：问题：向右传播的波上三点向右传播的波上三点A、B、C，请请指出该时刻振动的方向指出该时刻振动的方向ABC问题：问题：已知波形图上已知波形图上A、B两点某一时刻振
9、两点某一时刻振动方向动方向，请，请指出波传播的方向指出波传播的方向AB12.2波的图象教学目标教学目标 知识目标：知识目标：1.理解波的图象的意义，知道什么是简谐波；2.能据波的图象判断各质点在该时刻的振动方向；3.能够由某一时刻波的图象画出任一时刻波的图象.技能目标：技能目标：培养学生通过对比，掌握新知识的能力.教学重点：教学重点：1.理解波的图象的意义.2.能用波的图象解决一些实际问题.教学难点：教学难点：据波的图象如何解决实验问题.教学方法：教学方法：讲练法、归纳类比法复习提问：1、机械波的形成条件是什么？2、机械波的特点是什么？为了从总体上形象地描绘出波的运动情况，物理学中采用了为了从
10、总体上形象地描绘出波的运动情况，物理学中采用了波的图象 机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来。虽然这些着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来。虽然这些质点只在个自平衡位置附近做重复波源的振动，但由于它们振质点只在个自平衡位置附近做重复波源的振动，但由于它们振动步调不一致，所以在某一时刻介质中各个质点对平衡位置的动步调不一致，所以在某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移各不相同。位移各不相同。第二节 波的图象y位移一、波的图象的绘制1.用横坐标x表示在波传播方向上各个质点的平衡位置2
11、.用纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移x平衡位置正方向负方向3.在xOy坐标平面上画出某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移y位移位移x平衡位置平衡位置O 4.4.波的图象的画法：波的图象的画法：将某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来甲甲表示某表示某一时刻绳一时刻绳上的一列上的一列横波横波乙乙是它的是它的图象图象说明：说明：1 1、横波的图象与、横波的图象与形成横波的质点的分布形成横波的质点的分布形状相形状相 似，波的图象有时也称波形图或波形曲线。似，波的图象有时也称波形图或波形曲线。2 2、简谐运动在介质中传播形成的波就是简谐波。、简谐运动在介质中传播形成
12、的波就是简谐波。简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线。简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线。3 3、在单位时间内某一波峰或波谷（密部或疏部）、在单位时间内某一波峰或波谷（密部或疏部）向前移动的距离等于波速。向前移动的距离等于波速。横波动画展示二、波的图象的物理意义2波的图象的物理意义 波的图象表示介质中各个质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的。图2表示经过t时间后的波的形状和各质点的位移。三、从波的图象上可获得的物理信息：Ay/mx/m1 2 3 4 5 6 7 80B0.10AVav1、该时刻沿波的传播方
13、向上各个质点的位移；2、各个质点的振幅A;3、能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；4、可以画出另一时刻的波形图。四、振动图象和波的图象的比较YX0波的图象Xt0振动图象相同点：1、图象都是正（余）弦曲线2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移不同点：1、某质点不同时刻一群质点同一时刻2、横轴表时间横轴表平衡位置3、可直接读出周期可直接读出波长图象五、波的图象的应用题型之一：题型之一：波的传播方向波的传播方向、质点的振动方向质点的振动方向以及以及波形图波形图三者知其二，而求其一。三者知其二，而求其一。主要方法：主要方法：三角形法三角形法Y YX XO O波的传
14、播方向波的传播方向质点的振动方向质点的振动方向向上或向下三角形顶部表示波峰或波谷三角形顶部表示波峰或波谷例题：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图,试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向。YXO波的传播方向ABCDVVVV如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？例题：如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图象 上某点的振动方向如图所示，试求这列波的传播方向。YXOV答案：向左传播如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？题型之二题型之二：求波在任意时刻的波形图求波在任意时刻的波形图主要方法：主要方法：
15、图象平移法图象平移法OYX波的波的传播方向传播方向经过时间经过时间 ，波在传播方向上，波在传播方向上移动的距离移动的距离 ,因此，把因此，把图象沿传播方向平移图象沿传播方向平移 即得到相对应的图象即得到相对应的图象例题例题3 3：某一简谐横波在：某一简谐横波在t t0 0时刻的波形图如图的实线时刻的波形图如图的实线所示若波向右传播，画出所示若波向右传播，画出T T/4/4后和后和5 5T T/4/4前两个时刻前两个时刻的波的图象的波的图象 OYXT T/4/4后的波形图后的波形图5T5T/4/4前的波形图前的波形图平移规律：平移规律：波右传波右传，求前左移，求前左移，求后右移；求后右移；波左传
16、波左传，求前右移，求后左求前右移，求后左移。移。练练 习习：一列简谐波在x轴上传播，某时刻波形如图，已知此时质点F运动方向向Y轴负方向，则（）A、波沿X轴负方向传播B、质点D此时刻向下运动C、质点B比质点C先回到平衡位置D、质点E振幅为0O OY YX XBCDEFGAB1、简谐波的图象都是正弦或余弦曲线，表示某一时刻介质中各个质点离开平衡位置的位移。2、从简谐波的图象可以知道的物理量:（1）从波的图象可以知道振幅（2）从波的图象可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移（3）借助图象还可以说明各个质点的速度、加速度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向3、根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能
17、画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。常用的方法有两种：（1）三角形法；（2）图象平移作图法。六、知识回顾12.3波长、频率和波速教学目标教学目标知识与能力知识与能力1知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波的波长。2知道什么是波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系。3理解决定波的周期(频率)的因素，并知道其在波传播过程中的特点。4理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。教具教具波动演示仪、演示波的图象用的教学微机软件。一.波长1、定义、定义:在波动中，对平衡位置的位移总在
18、波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。的波长。2、几点说明、几点说明（1）“位移总相等位移总相等”的含义是的含义是“每时每每时每刻都相等刻都相等”。（2）位移总相等的两个质点，其速度也）位移总相等的两个质点，其速度也总是相等的总是相等的。在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长。部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长。（3）相距）相距整数倍的质点振动步调总是整数倍的质点振动步调总是相
19、同的；相距相同的；相距/2奇数倍的质点振动步调奇数倍的质点振动步调总是相反的。总是相反的。二、周期（二、周期（T）、频率（）、频率（f）1、波源质点振动的周期（或频率）就是波、波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。的周期（或频率）。2.几点说明几点说明(1)波的周期（或频率）应由波源决定，与波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。传播波的介质无关。（2)每经过一个周期的时间波就沿传播方每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。向传播一个波长的距离。（3）每经历一个周期，原有的波形图不改）每经历一个周期，原有的波形图不改变。变。三、波速（三、波速（v）1、单
20、位时间内振动所传播的距离叫做波速。、单位时间内振动所传播的距离叫做波速。2、几点说明、几点说明（1）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。介质中传播速度不同。（2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的（3）要区分波速与质点振动速度的含义）要区分波速与质点振动速度的含义 四、波长、周期（或频率）和波速的关系四、波长、周期（或频率）和波速的关系 v=/T v=f 如图如图10-11中的实线是一列简谐波在某一时刻中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经的波形曲线。经t=0.5s后，其波形如图中虚
21、后，其波形如图中虚线所示。设线所示。设t2T（T为波的周期），为波的周期），（1）如果波是向右传播，求波的周期和波速）如果波是向右传播，求波的周期和波速（2）如果波是向左传播，求波的周期和波速）如果波是向左传播，求波的周期和波速12.4波的反射和折射教学目标教学目标知识目标知识目标1知道波传播到两种介质的交界面时，会发生反射和折射；2理解波的反射、折射遵守的规律，会根据波面和波线进行分析；能力目标能力目标1让学生在实验的基础上理解波面、波线，能够根据想象建立空间概念。2对比光的反射和折射，提高学生类比分析的能力。教学建议教学建议在学生初中学习光的反射和折射的基础上，教师通过实验演示、类比光的反
22、射和折射讲解机械波的反射和折射。对于实验的建议：1注意实验的准备以及操作；2在实验的基础上引入波线、波面的概念。注意从现象规律现象这一过程，师生结合实际共同讨论、分析。一、波面和波线一、波面和波线波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线波面波线波面波线二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 惠更斯原理内容：惠更斯原理内容：介质中任意波面上的各介质中任意波面上的各点都可看作发射子波的点都可看作发射子波的波源。其后任意时刻波源。其后任意时刻,这些子波在波前进方向这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面的包络面就是新的波面惠惠 更更
23、斯斯荷兰物理学家荷兰物理学家.t 时刻的波面t+t时刻的波面子波波源tv二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面用惠更斯原理确定下一时刻球面波的波面.子波波源子波波源t+t时刻时刻的波面的波面t 时刻时刻的波面的波面tu二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几利用惠更斯原理可以由已知的波面通过几何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波何作图方法确定下一时刻的波面，从而确定波的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质的传播方向。例如当波在均匀的各向同性介质中传播时，波面的
24、几何形状总是保持不变的。中传播时，波面的几何形状总是保持不变的。二二 、惠更斯原理、惠更斯原理 三、波的反射三、波的反射 反射波的波线与平面法线的夹角反射波的波线与平面法线的夹角i i 叫做反射叫做反射角角入射角（入射角（i i）：）：入射波的波线与平面法线的夹角入射波的波线与平面法线的夹角i i叫做入射角叫做入射角反射角（反射角（ii）：）：波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射叫做波的反射 法线法线平面平面 经经 t t后，后，B B点发射的子波到达界面处点发射的子波到达界面处BB点，点，A A点发射的子波到达点发射的子波到达AA点点。同种
25、介质，波速不变。同种介质，波速不变。三、波的反射三、波的反射 用惠更斯原理解释波的反射用惠更斯原理解释波的反射ABacbacb由惠更斯原理，由惠更斯原理，A A、B B为同一波面上的两点为同一波面上的两点证毕证毕AB三、波的反射三、波的反射 入射线、法线、反射线入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角射线分居法线两侧，反射角等于入射角等于入射角反射定律：反射定律：1.反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同2.波遇到两种介质界面时，总存在反射波遇到两种介质界面时，总存在反射注意：注意：法线法线平面平面界面界
26、面介质介质I I介质介质IIII四、波的折射四、波的折射 折射角（折射角（r r）：）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角折射波的波线与两介质界面法线的夹角r r叫做折射角叫做折射角 波从一种介质进入另一种介质时，波的传波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射播方向发生了改变的现象叫做波的折射法线法线由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点 经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A点的到达C点，证毕证毕用惠更斯原理解释波的折射四、波的折射四、波的折射 四、波的折射四、波的折射 折射定律：折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入入射线、法线、折射线在同一平面内，
27、入射线与折射线分居法线两侧入射角的正弦跟射线与折射线分居法线两侧入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比度跟波在第二种介质中的速度之比折射率折射率1.当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线2.当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线3.当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例射中的特例4.在波的折射中，波的频率不改变，波速和波在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变长都发生改
28、变波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同四、波的折射四、波的折射 注意：注意：12.5波的衍射教学目标教学目标 一、知识目标一、知识目标1.知道什么是波的衍射现象。2.知道波发生衍射的条件。3.知道衍射是波特有的现象。二、能力目标二、能力目标提高学生从实验现象总结规律的能力。三、德育目标三、德育目标通过对衍射现象的学习，使学生学会从现象中发现规律的方法。教学重点教学重点1.波的衍射现象。2.波能够产生明显衍射的条件。教学难点教学难点产生明显衍射条件的教学。教学方法教学方法实验归纳法、电教法、讲练法教学用具教学用具水波槽、两块挡板、两块有小孔的木
29、板、实物仪、水波的衍射照片。一、波的衍射一、波的衍射1 1、定义、定义:波可以绕过障碍物继续传播的波可以绕过障碍物继续传播的 现象叫做波的衍射现象叫做波的衍射2 2、一切波都能发生衍射、一切波都能发生衍射3 3、衍射是波特有的现象、衍射是波特有的现象.障碍物障碍物平面波平面波平面波波面平面波波面二、用惠更斯原理解释衍射现象二、用惠更斯原理解释衍射现象 波波达达到到狭狭缝缝处处，缝缝上上各各点点都都可可看看作作子子波波源源，作作出出子子波波包包络络，得得到到新新的的波波前前。在在缝缝的的边边缘缘处处，波的传播方向发生改变。波的传播方向发生改变。三、发生明显衍射现象的条件三、发生明显衍射现象的条件
30、 1.1.窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的 衍射现象衍射现象2.2.窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不 明显；窄缝宽度跟波长相比非常大时，水明显；窄缝宽度跟波长相比非常大时，水 波将直线传播，观察不到衍射现象波将直线传播，观察不到衍射现象3 3、只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟、只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟 波长相差不多，或者比波长更小时，波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象才能观察到明显的衍射现象4 4、一切波都能发生衍射，而要发生明显、一切波都能发生衍射，而要发生明显 的衍射现象须满足上述条件
31、，当不满的衍射现象须满足上述条件，当不满 足上述条件时，衍射现象仍存在，只足上述条件时，衍射现象仍存在，只 不过是衍射现象不明显，不易被我们不过是衍射现象不明显，不易被我们 观察到观察到1.1.1.1.衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象一切波都会产生衍射现象一切波都会产生衍射现象一切波都会产生衍射现象2.2.2.2.衍射现象总是存在的衍射现象总是存在的衍射现象总是存在的衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异只有明显与不明显的差异只有明显与不明显的差异只有明显与不明显的差异3.3.3.3.障碍物或孔的尺寸大小障碍物或孔的尺寸大小障
32、碍物或孔的尺寸大小障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发并不是决定衍射能否发并不是决定衍射能否发并不是决定衍射能否发生的条件生的条件生的条件生的条件,仅是发生明显衍射的条件仅是发生明显衍射的条件仅是发生明显衍射的条件仅是发生明显衍射的条件4.4.4.4.一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现象象象象5.5.5.5.波传到小孔（或障碍物）时波传到小孔（或障碍物）时波传到小孔（或障碍物）时波传到小孔（或障碍物）时,小孔或障碍物仿佛小孔或障碍物仿佛小孔或障碍物仿佛小孔
33、或障碍物仿佛是一个新的波源是一个新的波源是一个新的波源是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波在孔由它发出与原来同频率的波在孔由它发出与原来同频率的波在孔由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播或障碍物后传播或障碍物后传播或障碍物后传播,于是就出现了偏离直线传播方向于是就出现了偏离直线传播方向于是就出现了偏离直线传播方向于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象的衍射现象的衍射现象的衍射现象6.6.6.6.当孔的尺寸远小于波长时当孔的尺寸远小于波长时当孔的尺寸远小于波长时当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出尽管衍射十分突出尽管衍射十分突出尽管衍射十分突出,但但但但由于能量的减弱由于能量的减弱
34、由于能量的减弱由于能量的减弱,衍射现象不容易观察到衍射现象不容易观察到衍射现象不容易观察到衍射现象不容易观察到课课 堂堂 小小 结结以下关于波的衍射的说法，正确的是（以下关于波的衍射的说法，正确的是（）A A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象现象B B、当孔的尺寸比波长越小，衍射现象明显、当孔的尺寸比波长越小，衍射现象明显C C、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显象很明显D D、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象才会发生明显的衍射现象课课
35、堂堂 练练 习习 B B关于波的衍射下列说法中正确的是（关于波的衍射下列说法中正确的是（）A A在衍射现象中，波不是沿直线传播的在衍射现象中，波不是沿直线传播的B B水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象象C C横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射D D不能发生明显衍射的，必定不是波不能发生明显衍射的，必定不是波E E衍射是一切波的特性衍射是一切波的特性F F波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象G G波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不
36、明显H H波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显AEFHAEFH课课 堂堂 练练 习习 如图所示是不同频率的水波通过相同的小如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，孔所能到达区域的示意图，情况中水波情况中水波的频率最大；的频率最大；情况中水波的频率最小。情况中水波的频率最小。BAC课课 堂堂 练练 习习 C CA A 如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O为波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下述描述正确的是（）课课 堂堂
37、 练练 习习 A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前波纹间距离相等C.如果将孔AB扩大,有可能不会产生衍射现象 D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察衍射现象ABCABC12.6波的干涉教学目标教学目标 一、知识目标一、知识目标1.知道波的叠加原理。2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样。3.知道干涉现象也是波特有的现象。二、能力目标二、能力目标培养学生的空间想象能力。三、德育目标三、德育目标通过波的叠加原理，使学生认识到事物之间的普遍联系。教学重点波的叠加原理和波的干涉现象。教学难点波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。教学方法实验法、电教法、训练法。教学用具实物投影仪
38、、CAI课件、波的干涉实验仪。课时安排1课时一、波的叠加一、波的叠加从图可知：从图可知：两列波相遇后，彼两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼持各自的运动状态，彼此都没有受到影响此都没有受到影响1 1、波的独立传播特性：几列波在同一介质中传、波的独立传播特性：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的
39、方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样有遇到另一列波一样2 2、波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质、波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动质点振动的然是在各自的平衡位置附近做振动质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和和一、波的叠加一、波的叠加二、波的干涉二、波的干涉由此可知：由此可知：这这两两列列波波相相遇遇后后，在在振振动动着着的的水水面面上上，出出现现了了一一
40、条条条条从从两两个个波波源源中中间间伸伸展展出出来来的的相相对对平平静静的的区区域域和和激激烈烈振振动动的的区区域域，这这两两种种区区域域在在水水面面上上的的位位置置是是固固定定的的，而而且且相相互隔开互隔开1 1、定义、定义:频率相同的两列波叠加，使某些区频率相同的两列波叠加，使某些区 域的振动加强，某些区域的振动减域的振动加强，某些区域的振动减 弱，而且振动加强和振动减弱的区域弱，而且振动加强和振动减弱的区域 相互隔开的现象叫做波的干涉相互隔开的现象叫做波的干涉2 2、干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫、干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫 做干涉图样做干涉图样 二、波的干涉二、波的干涉三、
41、干涉的解释三、干涉的解释 如如果果在在某某一一时时刻刻，在在水水面面上上的的某某一一点点是是两两列列波波的的波波峰峰和和波波峰峰相相遇遇，经经过过半半个个周周期期，就就变变成成波波谷谷和和波波谷谷相相遇遇波波峰峰和和波波峰峰、波波谷谷和和波波谷谷相相遇遇时时，质质点点的的位位移移最最大大，等等于于两两列列波波的的振振幅幅之之和和；因因此此在在这这一一点点，始始终终是是两两列列波波干干涉涉的的加加强点，质点的振动最激烈强点，质点的振动最激烈S1S2 如如果果在在某某一一时时刻刻，在在水水面面上上的的某某一一点点是是两两列列波波的的波波峰峰和和波波谷谷相相遇遇，经经过过半半个个周周期期，就就变变成
42、成波波谷谷和和波波峰峰相相遇遇，在在这这一一点点，两两列列波波引引起起的的振振动动始始终终是是减减弱弱的的，质质点点振振动动的的振振幅幅等等于于两两列列波波的的振振幅幅之之差差，如如果果两两列列波波的的振振幅幅相相同同，质质点点振动的振幅就等于零，水面保持平静振动的振幅就等于零，水面保持平静S1S2三、干涉的解释三、干涉的解释 把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是来，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的相互隔开的波峰与波峰
43、相遇波峰与波峰相遇,振动加强振动加强波谷与波谷相遇波谷与波谷相遇,振动加强振动加强波峰与波谷相遇波峰与波谷相遇,振动减弱振动减弱三、干涉的解释三、干涉的解释四、振动加强点和减弱点满足的条件四、振动加强点和减弱点满足的条件若两个波源的振动频率和振动步调相同若两个波源的振动频率和振动步调相同1 1、加强点与两个波源的距离差：、加强点与两个波源的距离差：r=rr=r2 2-r-r1 1=（2k2k）/2/2（k=0,k=0,1 1，2 2，3 3）2 2、减弱点与两个波源的距离差：、减弱点与两个波源的距离差：r=rr=r2 2-r-r1 1=(2k+1)/2=(2k+1)/2（k=0,k=0,1 1
44、，2 2，3 3）S1S2五、产生干涉的条件五、产生干涉的条件 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干图样而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样，则需要满足一定的条件涉图样，则需要满足一定的条件1 1、产生干涉的条件：两列波的频率必须相同、产生干涉的条件：两列波的频率必须相同2 2、一、一切波（只要满足条件）都能发生干涉现切波（只要满足条件）都能发生干涉现 象，干涉和衍射一样都是波特有的现象象，干涉和衍射一样都是波特有的现象 3 3、振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的、振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的 区域振动
45、始终减弱区域振动始终减弱4 4、振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大、振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大 （小），而不是指振动的位移大（小），因（小），而不是指振动的位移大（小），因 为位移是在时刻变化的为位移是在时刻变化的五、产生干涉的条件五、产生干涉的条件课课 堂堂 练练 习习 关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是（确的是（）A.A.任意两列波都能产生稳定干涉现象任意两列波都能产生稳定干涉现象B.B.发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同定相同C.C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷在振动减弱的区
46、域，各质点都处于波谷D.D.在振动加强的区域，有时质点的位移等于零在振动加强的区域，有时质点的位移等于零BDBD关于波的干涉，下列说法正确的是（关于波的干涉，下列说法正确的是（）A A两列波相遇时，可以相互穿过继续传播，只两列波相遇时，可以相互穿过继续传播，只 在重叠区域发生叠加在重叠区域发生叠加B B两列波叠加区域的任何介质质点的实际位移两列波叠加区域的任何介质质点的实际位移 是两列波单独引起位移的矢量和是两列波单独引起位移的矢量和C C两列波相遇时两列波相遇时,一列波对另一列的影响叫干涉一列波对另一列的影响叫干涉D D干涉是特殊条件下叠加现象，两个频率相同干涉是特殊条件下叠加现象，两个频率
47、相同 的波源振动产生的波可能发生干涉象的波源振动产生的波可能发生干涉象E E两列波发生稳定的干涉现象时，某一位置某两列波发生稳定的干涉现象时，某一位置某时刻是振动加强区，一个周期后变为振动减弱区时刻是振动加强区，一个周期后变为振动减弱区F F干涉是波所特的的现象，不是波就不会发生干涉是波所特的的现象，不是波就不会发生 干涉干涉ABCDFABCDF课课 堂堂 练练 习习 两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时刻，刻，P P点处恰好两列波的波峰相遇，点处恰好两列波的波峰相遇，Q Q点处两列波点处两列波的波谷相遇，则（的波谷相遇，则（）A AP P点的振幅最大，
48、点的振幅最大，Q Q点的振幅最小点的振幅最小B BP P、Q Q两点的振幅都是原两列波的振幅之和两点的振幅都是原两列波的振幅之和C CP P、Q Q两点的振动周期同两点的振动周期同D DP P、Q Q两点始终处在最大位移处和最小位移处两点始终处在最大位移处和最小位移处BCBC课课 堂堂 练练 习习12.7多普勒效应教学目标教学目标 知识与能力知识与能力1、知道波源的频率于观察者接受到的频率的区别。2、知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。3、了解多普勒效应的一些应用。教学重点：教学重点：多普勒效应及产生的原因教学难点：教学难点：对多普勒效应的解释一、多普勒效应一
49、、多普勒效应现象：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应二、多普勒效应的成因声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的1、当波源和观察者相对介质都静止不动 即二者没有相对运动时单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间内就接收到几个完全波观察者接收到的频率等于波源的
50、频率2、波源相对介质不动，观察者朝波源运动时（或观察者不动，波源朝观察者运动时）观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大 3、波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小 总之：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小注意：注意：1.在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化2.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应 多普勒