高二物理选修3-4教案
第十二章
机械波 §12.1 波的形成和传播
教学目标：
（一）知识与技能
①知道直线上机械波的形成过程
②知道什么是横波,波峰和波谷
③知道什么是纵波,密部和疏部
（二）过程与方法
①培养学生进行科学探索的能力
②培养学生观察、分析和归纳的能力
③培养学生的空间想象能力和思维能力
（三）情感、态度与价值观
知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量
教学重点和难点
机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。 教学方法
实验探索和计算机辅助教学 教
具
丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉 教学过程
一、引入新课
［演示］抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播（激发兴趣，引出课题） 在这个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。）
学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。
水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。
二、进行新课
现在学习第一节，波的形成和传播。 【板书】
一、波的形成和传播
［演示］拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播；
［演示］敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播（指明，虽然眼睛看不到波形，但它客观存在，也是疏密相间的波形）
师生共同分析，得出波产生的条件：①波源，②介质。（为研究波的形成奠定基础） 波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）
1 【板书】实验探索
发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告，进行实验探索并完成实验报告。 实验目的：探索波的形成原因和传播规律 实验
（一），学生分组实验：每两人一条丝带（60cm左右），观察丝带上凹凸相间的波。 实验步骤： （1）、将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。
（2）、在丝带上每隔大约2~3cm用墨水染上一个点，代表丝带上的质点。重复步骤（1）。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来，振动沿丝带传播开去，在丝带上形成凹凸相间的波。
①思考：丝带的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？_________________如果将丝带剪断，后面的质点还能运动吗？___________ ②分析：丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的？___________________（可以参阅课本第3页）
③观察丝带上的质点是否随波向远处迁移？__________ 实验
（二），观察波动演示器上凹凸相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）
实验步骤： （1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（表示各质点都处在平衡位置） （2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。（注意观察各个质点振动的先后顺序） 现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______，从总体上看形成凹凸相间的波。
②各质点的振动沿________方向，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。
③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。 实验
（三），观察弹簧上产生的疏密相间的波。 实验步骤： （1）、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。 （2）、在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤（1）。 ①观察:：红布条是否随波迁移？________说明了什么？_____________ ②分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？____________________（类比丝带上波产生的分析方法，锻炼学生的知识迁移能力）
实验
（四），观察波动演示器上疏密相间的波： 实验步骤： （1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。 （2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。
现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻________，从总体上看形成疏密相间的波。
②各质点的振动沿________，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。
③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。 分析实验得出结论：
①不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波传播的是_________________，而不是介质本身。
2 ②波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_________的一种方式。
【板书】
1、机械振动在介质中的传播，形成机械波。
2、机械波的分类：横波、纵波
3、波传播的是振动形式，是振动的能量。
三、知识应用：
1、课本中提到地震波既有横波，又有纵波。你能想象在某次地震时，位于震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？（从理性认识回到感性认识，实现认识的第二次飞跃）
2、本来是静止的质点，随着波的传来开始振动，有关这一现象的说法正确的有： A、该现象表明质点获得了能量 B、质点振动的能量是从波源传来的
C、该质点从前面的质点获取能量，同时也将振动的能量向后传递 D、波是传递能量的一种方式
E、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 F、介质质点做的是受迫振动 布置作业：
1、书面作业：列举生活中常见的有关机械波的例子（横波、纵波各一例）简述它们是如何形成的。（培养学生观察生活并用所学物理知识解决实际问题的能力和表达能力）
2、动脑作业：发生地震时，从地震源传出的地震波为什么能造成房屋倒塌、人员伤亡的事故？请用本节所学知识加以解释。（学以致用，巩固提高） 教学反思：
§12..2 波的图象
教学目标：
（一）知识与技能
①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。
②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。
（二）过程与方法
①根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能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。
②了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。
（三）情感、态度与价值观： 能够利用波的图象解决实际问题。 教学重点和难点：
波的图象的物理意义。
3 教学方法：
实验演示 教
具：
波动演示仪， 教学过程：
一、引入新课
通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。
我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。
二、进行新课
【板书】
一、什么是波的图象
振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。 这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。 【板书】
二、振动方向和波的传播方向的关系
【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？
分析：取和a相邻的两个点b、c。若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。所以b点先振动，其次是a、c两点。因此，波是向左传播的。
【板书】
三、波的图象变化情况
确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。（这一节课我们重点学习前一种方法）
【板书】
1、描点作图法
【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
分析：根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。如图10-2中虚线所示。
若波向左传播，同样道理可以画出从t=o时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
下面请同学们在练习本上画出波向左传播，从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。（可以请两个学生到黑板上练习，及时发现问题，进行针对性讲评）
【板书】
2、图象平移作图法
从波的图象中的波形曲线我们看到，波的图象和振动图象从图线形状看，可以完全相同，但两种图象有着本质的区别。
【板书】
四、波的图象与振动图象的区别
【板书】
1、两种图象横、纵坐标的意义不同。
波的图象横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，振动图象横坐标t表示该质点振动的时间。
【板书】
2、两种图象描述的对象不同
波的图象描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，振动图象描述的是某一质点
4 在不同时刻偏离平衡位置的位移。
【板书】
3、两种图象相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离含义不同。
波的图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离表示波在一个周期内传播的距离，振动图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离表示振动的周期。
三、巩固练习
1、一列横波在某一时刻的波形如图10-4所示，若质点O此时向上运动，则波的传播方向
；若波向左传播，则此时振动方向向下的质点有
2、如图10-5所示是一列横波在t=o时刻的波形图。若波向左传播，用“描点法”作出3T/4前时刻的波形图。 布置作业
1、复习本节课文内容。
2、教材练习第（1）—（3）题。 教学反思：
§12.3 波长、频率和波速
教学目标：
（一）知识与技能
①知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波长。
②知道什么是波传播的周期（频率），理解周期与质点振动周期的关系。
③理解决定波的周期的因素，并知道其在波的传播过程中的特点。
（二）过程与方法：学会应用波长、周期（频率）和波速的关系分析解决实际问题的方法。
（三）情感、态度与价值观
理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系应用这一关系进行计算和分析实际问题。 教学重点：
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。 教学方法：
5 实验演示
教
具：波动演示仪
五、教学过程：
（一）引入新课
在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述。同样，机械波及其传播过程，也需要一些物理量进行描述。在上一节我们认识和理解波的图象的基础上，这节课，我们来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、频率和波速
（二）进行新课
【板书】
一、波长（λ）
在教材中的图10-5可以看出，由质点1发出的振动传到质点13，使质点13开始振动时，质点1完成一次全振动，因而这两个质点的振动步调完全一致。也就是说，至两个质点在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向总是相等的。我们就把这样两个质点之间的距离叫做波长。
【板书】
1、在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。
对于波长这个物理量，我们还需要结合波的图象，进一步加深理解。 【板书】
2、几点说明
要理解“位移总相等”的含义。这里要求的是每时每刻都相等。如图10-10所示，如E、F两点在图示的时刻位移是相等的，但过一段时间后，位移就不一定相等，所以E、F两点的距离就不等于一个波长。
【板书】（1）“位移总相等” 的含义是“每时每刻都相等”。
从波的图象中不难看出，位移总相等的两个质点，其速度也总是相等的。 【板书】（2）位移总相等的两个质点，其速度也总是相等的。
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，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长。
结合图10-10，我们可以看到，相距λ/2的两个质点振动总是相反的。进而可以总结出这样的结论：相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
为了描述波的传播过程，还需要引入物理量——周期和频率。
【板书】
二、周期（T）、频率（f） 波源质点振动的周期（或频率）也就是波传播的周期（频率）。 【板书】
1、波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。
关于波的周期（或频率）我们也需要理解几个问题。 【板书】
2、几点说明
由于波的周期（或频率）就是波源质点振动周期（或频率）,所以波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
【板书】（1）、同一种波在同一种介质中传播时周期（或频率）保持不变。 【板书】（2）、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。 【板书】（3）、每经历一个周期，原有的波形图不改变。 【板书】
三、波速（v）
波速的含义和物体运动速度的含义是相同的。波速描述的是振动在介质中传播的快慢程度。
【板书】
1、单位时间内振动所传播的距离叫做波速。即v=s/t
6 【板书】
2、几点说明。
同一振动在不同介质中传播的快慢程度是不同的，也就是说，同一列波在不同介质中传播的速度不同。由此我们还可以想到，在同一均匀介质中，同一列波的波速应是不变的。
【板书】（1）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。 （2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的，即s=vt.波速和质点振动的速度有着完全不同的含义。前者在同种均匀介质中具有某一定值，后者的大小和方向都是随时间改变的。
【板书】（3）要区分波速与质点振动速度的含义。 由波长、周期、（或频率）和波速的定义，我们可以看到三者有着一定的联系。 【板书】
四、波长、周期（或频率）和波速的关系。
在波动中，每经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ。由此我们可以找到λ、T（或f）和v三者之间的关系。
【板书】
1、v=λ/T 由于周期T和频率f互为倒数（即f=1/T），所以v、λ与f还应有如下对应关系。 【板书】
2、v=λf 由上式我们还可以这样理解波速这个物理量，波速等于波长和频率的乘积。这个关系虽然是从机械波得到的，但是它对于我们以后要学习的电磁波、光波也是适用的。
对于式v=λ/T或 v=λf，我们不但要理解，还要能应用他们解决实际问题。为了加深对以上两式的理解和提高应用以上两式分析问题和解决问题的能力。 布置作业
1、复习本节课内容，并思考教材中本节例题的分析与解答过程。
2、思考教材练习第（1）题。
3、教材练习（2）-（5）题。
教学反思：
§12.4、波的反射和折射
教学目标
（一）知识目标：
（1）知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。
（2）知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。
（3）知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同，知道折射角与入射角的关系。
（二）能力目标：
培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。
（三）情感、态度和价值观目标：
通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活，探索知识的能力。
教学重点
1、波的反射和折射现象。
2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射角的关系。
3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。 教学难点
用波的反射和折射现象解决实际问题。 教学方法
自学辅导法
教具和课前准备
1、学生准备：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。
2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，还有教具的准备。
3.教具准备：实物投影仪，自制投影片，水波槽，长木板和厚玻璃板各一块 课时安排：1课时 教学过程
（一）引入新课
［放录像］一位演员在山中唱山歌，歌声缭绕不断。 ［提出问题］为什么会产生上述现象？
［学生讨论分析］上述录像中：演员发出的声波传到山崖时，会返回来继续传播，使我们听到回声，这属于声波的反射现象。
那么：水波在传播过程中遇到障碍物时，能不能产生反射现象呢？ ［做演示实验，并通过实物投影仪投影］
在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上。
a．让振动片开始振动，金属丝将周期性地触动水面，形成波源。 观察到的现象：在水面上从波源发出一列圆形水波。
b．在水槽中放一块长木板，让波源发出圆形波，观察水波遇到长木板后发生的现象。 观察到的现象：从波源发出的圆形波遇到长木板后，有一列圆形波从长木板反射回来。
8 教师：波的反射现象中遵循哪些规律呢？这节课我们就来学习有关的内容。
（二）新课教学 1．波面和波线
教师：引导学生阅读教材34页有关内容，思考问题： （1）什么是波面？什么是波线？
（2）对于水波和空间一点发出的球面波为例，如何理波线？
学生：阅读教材，思考问题。 ［投影］出示圆形波的照片。 介绍什么是波面和波线：
（1）照片中的圆形是朝各个方向传播的波峰（或波谷）在同一时刻构成的，叫做波面。 （2）图中与各个波面垂直的线叫波线，用来表示波的传播方向。 2．惠更斯原理
教师：引导学生阅读教材34页有关内容，思考问题： （1）惠更斯原理的内容是什么？
（2）以球面波为例，应用惠更斯原理解释波的传播。 学生：阅读教材，思考问题。 3．波的反射
教师：引导学生阅读教材35页有关内容，体会用惠更斯原理对波的反射过程的解释。 学生：阅读教材。
教师：用多媒体出示右图。结合图形讲解、总（1）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做（2）反射波的波形与平面法线的夹角i′叫做（3）在波的反射中，遵循下述规律： ①反射角等于入射角
②反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。
解波面和
结： 入射角。 反射角。 ［解释现象］
（1）夏日的雷声轰鸣不绝 （2）在空房子里讲话，声音较响
（3）讲演时听到声音发出后还能持续一段时间
现象一：夏日的雷声有时轰鸣不绝，原因是声波在云层里多次反射形成的。
现象二：在空房间里讲话，会感到声音更响，是因为声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时，由于很近，回声和原声几乎同时到达人耳，而人耳只能区分开相差0.1 s以上的两个声音.所以在房间里听不到回声，只会感到声音比在野外大些。
现象三：讲演厅内听到声音发出后还能持续一段时间，是由于声波在室内传播时，要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射，每反射一次都要被障碍物吸收一些，这样，当声源停止发声后，声波在室内要经过多次反射和吸收，最后才消失，我们就会感觉到声源停止发声后，还会持续一段时间。
［强化训练］
（1）为了测海的深度，一同学利用电子发声器对着海面发声，测得2.2 s后听到回声，已知声音在水中的速度是1450 m/s，求此海有多深？
（2）为了测一根长铁管的长度，甲同学把耳朵贴在长铁管的一端，乙同学在另一端敲一下这根铁管，测得甲听到的两次响声的时间间隔25 s，已知声音在铸铁和空气里传播的速度分别为390 m/s和340 m/s，这根铁管有多长？
［学生解答后，用实物投影仪对解答过程进评析］ 参考答案：
（1）解：钟表测出的时间是从声音发出的障碍物（海底），把声音反射回来的时间，由这个时间求得的距离应除以2才是所求的距离.
1∴海底深度s=×1450 m/s×2.2 s=1595 m
2（2）解：乙敲铁管的声音可以在铁管和空气中传播，因为声音在铁管传播的速度快，所以乙听到的两次响声，第一次是沿铁管传来的，第二次是由空气传来的。
设铁管长为l，声音在铁管里和空气里传播的时间分别为t1=11=Δt。 v2v110
11和t2=.由题意有：v1v2t2-t1= 则l=v1v23910340Δt=m/s×2.5 s=931 m 3910340v1v24．波的折射
教师：刚才我们研究了波的反射现象，波的反射过程中反射波和入射波在同一种介质中，那么如果波由一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象呢？
学生会结合初中学过的光的折射现象总结猜想：发生折射现象。 教师：下边我们以水波为例，来研究波的折射现象。 ［演示实验］
实验准备题：要让水波从一种介质进入另一种介质，我们应如何做？
我们可以在水波槽的一部分底面上放一块厚玻璃板，使槽分成两个区域：深水区（没有放厚玻璃板的区域）和浅水区（放厚玻璃板的区域），由于水波在这两个区域的传播速度不同，因而可以把这两个区域看作是不同的介质。
在实物投影仪上进行演示：
（1）在水波槽的一部分底面上放一块玻璃板，把槽分成深水区和浅水区两部分。 （2）让水波由深水区射到两个区域的界面上，观察发生的现象。
观察到的现象：看到波由深水区进入浅水区能继续传播，但是改变了传播方向。 ［学生阅读课文，解答下列思考题］ （1）什么是波的折射？ （2）什么叫入射角和折射角？ （3）在波的折射中遵循什么规律？ ［教师总结］
（1）波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会发生改变，这种现象叫做波的折射。 （2）折射波的波线界与界面法线之间的夹角r叫做折射角。 （3）在波的折射中遵循下列规律： ①折射波与入射波的频率相同 ②折射波和入射波的波速和波长不同
11 ③在波的折射中，入射角1和折射角2之间有下述关系
sin1v1sin2v2
v1是一个只v2其中v1和v2是在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速。由于波速是由介质决定的，故与两种介质有关而与入射角无关的常数，叫做第2种介质相对第1种介质的折射率。用n12表示，则
n12v1 v2如果第2种介质中的波速小于第1种介质中的波速，波在进入第2种介质后，传播方向将向法线靠拢。这与实验得到的波的折射定律一致。
在水波的折射演示实验中，水波到达浅水区后，传播方向向法线靠拢，说明水波的传播速度与水深有关，水越浅，传播速度越小。
［强化训练］
（1）如图所示是一列机械波从一种介质进入另中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v1，波在的波速为v2，则v1∶v2为（
）
A．1∶
2B．2∶1
C．3∶2
D．2∶3
（2）在平缓的海滩上会看到，不论海中的波向什么方向传播，当到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向传来，试解释这种现象。
［学生解答，教师在实物投影仪上评析］ 参考答案：（1）∵1=60°，2=45°
∴2.略 课堂总结、点评
本节课我们主要学习了一个原理、二种现象、五个概念、二条规律 一个原理：惠更斯原理 二种现象：波的反射和波的折射
五个概念：波面、波线、入射角、反射角、折射角
一种介质介质Ⅱ中
v1sin1v2sin232∴本题选C 二条规律：波的反射规律
（1）入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内，反射角等于入射角。 （2）反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。 波的折射规律：
（1）入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内。
（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比，等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比，即：
sin1v1。 sin2v2布置作业
1、完成“问题与练习”的题目。
2、阅读教材后面的“科学漫步”栏目中的短文《回声、混响和建筑声学》。
3、完成《学海导航》的相关内容 教学反思
§12.5波的衍射
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是波的衍射现象。
2、知道波发生明显衍射现象的条件。 3．知道衍射是波的特有现象。
（二）过程与方法
实验 观察能力
（三）情感、态度与价值观
波的反射和折射，波的衍射在实际生活中的应用 教学重点和难点：
波发生明显衍射现象的条件。 教学方法：
实验演示
13 教
具：
水波槽、两块挡板、教学过程：
（一）引入新课
大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。
（二）进行新课
波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
【板书】
1、波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。 大家想一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？
答：在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。
下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。 将小挡板换成长挡板，重新做实验。 现想：水波不能绕到长挡板的背后传播。
这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 下面通过实验研究发生明显衍射现象的条件。
【演示】在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。
（1）保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：
在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。
在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。
（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。
可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。
将课本的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。
通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。
窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。 窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。 【板书】
二、发生明显衍射现象的条件
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，才能观察到明显的衍射现象。
【板书】一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。 巩固练习
1、已知空气中的声速是340m/s。现有几种声波：（1）周期为0.05s；（2）频率为104Hz；（3）波长为10m。它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，发生明显衍射现象的是 （
C ）
A．（１）和（２） Ｂ．（２）和（３） Ｃ．（１）和（３）
14 Ｄ．都可以
２、下列哪些现象是波的衍射现象？
（１）面对障碍物大喊一声，过一会听见自己的声音。
（２）将一个音叉敲响，人围绕它走一周，将听到忽强忽弱的声音。 （３）在障碍物的后面可以听到前面的人说话的声音。 3.以下关于波的衍射的说法，正确的是（
B
） A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B.当孔的尺寸比波长越小，衍射现象明显
C.当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显
D.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 4.关于波的衍射下列说法中正确的是（
AEF
） A．在衍射现象中，波不是沿直线传播的
B．水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象 C．横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射 D．不能发生明显衍射的，必定不是波 E．衍射是一切波的特性
F．波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象
5.在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m／s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（
D
） A．10cm
B．5cm C．d＞1cm D．d＜1cm 6.有一障碍物的高度为10m，下列波衍射现象最朋显的是（
A
） A.波长为40m的波 B. 波长为9.9m的波 C. 频率为40Hz的声波
D. 频率为5000MHz的电磁波（v＝3.0×108m／s） 课堂小结。 布置作业
1、课后练习
2、《学海导航》的相关内容 教学反思：
§12.6
波的干涉
教学目标：
（一）知识与技能
（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所特有的现象． 教学重点：
波的叠加原理 教学方法：
实验演示 教
具：
长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉、教学过程：
（一）引入新课
前面研究的波的衍射现象，是从波源发出的一列波的传播特性。在实际情况中，常可看到几列波同时在介质中传播。那么，两列或几列波在介质中相遇时，将会发生什么现象呢？
（二）进行新课
一、波的叠加
我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会激起两列圆形水波。它们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。
【板书】
二、波的干涉
一般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时，情形是很复杂的。我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。
【演示】在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB，使两个小球S
1、S2同步地上下振动，由于小球S
1、S2与槽中的水面保持接触，构成两个波源，水面就产生两列振动方向相同、频率也相同的波，这样的两列波相遇时产生的现象如课本图10－29所示。为什么会产生这种现象呢？我们可以用波的叠加原理来解释。
课本图10－30所示的是产生上述现象的示意图。S1和S2表示两列波的波源，它们所产生的波分别用两组同心圆表示，实线圆弧表示波峰中央，虚线圆弧表示波谷中央。某一时刻，如果介质中某点正处在这两列波的波峰中央相遇处[课本图10－30所示中的a点]，则该点(a点)的位移是正向最大值，等于两列波的振幅之和。经过半个周期，两列波各前进了半个波长的距离，a点就处在这两列波的波谷中央相遇处，该点（a点）的位移就是负向最大值。再经过半个周期，a点又处在两列波的波峰中央相遇处。这样，a点的振幅就等于两列波的振幅之和，所以a点的振动总是最强的。这些振动最强的点都分布在课本图10－30中画出的粗实线上。某一时刻，介质中另一点如果正处在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇处[课本图10－30中的b点]，该点位移等于两列波的振幅之差。经过半个周期，该点就处在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇处，再经过半个周期，该点又处在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇处。这样，该点振动的振幅就等于两列波的振幅之差，所以该点的振动总是最弱的。如果两列波的振幅相等，这一点的振幅就等于零。这就是为什么在某些区域水面呈现平静的原因。这些振动最弱的点都分布在课本图10－30中画出的粗虚线上。可以看出，振动最强的区域和振动最弱的区域是相互间隔开的。
16 频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉(inerference)。形成的图样叫做干涉图样。
只有两个频率相同、振动方向相同的波源发出的波，叠加时才会获得稳定的干涉图样，这样的波源叫做相干波源，它们发出的波叫做相干波。
不仅水波，一切波都能发生干涉，干涉现象是一切波都具有的重要特征之一。
【演示】敲击音叉使其发声，然后转动音叉，就可以听到声音忽强忽弱。这就是声波的干涉现象。
【板书】
1、频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。形成的图样叫做干涉图样。
2、干涉现象是一切波都具有的现象。
3、产生干涉的必要条件：两列波的频率必须 相同。 巩固练习
1．甲、乙两同学分别用竹竿击打湖面，湖面上就产生两列水波，那么，在两列水波相遇处，会获得稳定的干涉图样吗？为什么？
2．如图1所示，相干波源S
1、S2发出的两列波，在介质中相遇叠加，实线表示这两列波的波峰中央，虚线表示这两列波的波谷中央。问图中A、B、C、P四个质点，哪些点振动最强？哪些点振动最弱？ 课堂小结 布置作业
1、复习本节课文
2、教材练习四第（1）、（2）、（3）题。
§12.7多普勒效应
教学目标：
1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别 2.知道什么是多普勒效应? 3.能运用多普勒效应解释一些物理现象 教学重点：
1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别
2.知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的.教学难点：
波源的频率与观察者接收到的频率的区别 教学方法：
读、讲、练与分析相结合 课时安排：1课时 教学过程：
让学生叙述火车向你驶来时，汽笛本身的音调如何变？人听到的汽笛音调如何变？ 火车离你而去时，汽笛本身的音调如何变？人听到的汽笛音调如何变？同是汽笛发声为什么会产生两种不同的现象呢？ [板书]：多普勒效应
一、波源的频率与观察者接收到的频率
知识回顾：1.什么叫频率?
2.声音的音调由什么因素决定? 1.波源的频率------单位时间内波源发出的完全波的个数
2.观察者接收到的频率------单位时间内观察者接收到的完全波的个数
如果波源和观察者相对于介质静止,则观察者接收到的频率与波源的频率相等,如果波源或观察者相对于介质运动时,则观察者接收到的频率与波源的频率不相等,这一现象就叫多普勒效应
二、多普勒效应的成因
例:波速为V＝100m/s.波源的频率f＝100Hz.可算得:波的周期T＝0.01s,波长λ＝1m.1.波源相对于介质静止,观察者相对于介质静止
在时间t＝1s里有100个波传到观察者所在的A处,观察者接收到的频率与波源的频率相等,音调不变.2.观察者相对于介质静止,波源以速度V源＝10m/s相对于介质运动
(1).波源向观察者运动
则对观察者来说感觉到的波速为110m,他在1秒钟内接收到的完全波数为110个,所以观察者感受到的频率f\'＝110Hz比波源的频率f＝100Hz要高,因而音调变高
注意:波速实际并没有改变,但在相同的距离中却多了10个完整波,是由于波在介质中被均匀挤压,使之波长变短的缘故
(2).波源远离观察者 由同学自行分析
3.波源相对于介质静止,观察者以速度V人＝10m/s相对于介质运动
(1).观察者向波源运动
(2).观察者远离波源 由同学自行分析
4.波源与观察者同时相对于介质运动又如何呢? 多普勒效应更加明显
三、多普勒效应的应用
学生阅读课文的最后一段,并加以总结 本课小结 巩固练习
1.关于多普勒效应,下列说法中正确的是
A.多普勒效应是由波的干涉引起的
B.多普勒效应说明波源的频率发生了改变 C.多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的 D.只有声波才能产生多普勒效应
2.炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中,我们所听到的音调
A.越来越高
B.越来越低 C.先变高后变低
D.先变低后变高 E.因不知炮弹的速度为多少,所以无法判断 布置作业
1、复习本节课的内容
2、完成《学海导航》的相关内容
学年高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应教案新人教版选修34课件
