Фрагмент урока, на котором учащиеся создают понятие о явлении интерференции

Фрагмент урока, на котором учащиеся создают понятие о явлении интерференции

1. Составим определение данного явления: интерференция – явление наложения в пространстве волн с образованием устойчивой во времени картины максимума и минимума амплитуды колебаний частиц среды.

2. Выделим структурные элементы явления интерференции: МО-1 – волна; МО-2 – частица; воздействие – амплитуда колебаний частиц среды; УВ – устойчивая во времени картина максимума и минимума колебаний среды; результат – наложение в пространстве волн.

3. Придумаем исходную ситуацию, в которой ученики обнаружат данное явление: в воду бросили два камня. На поверхности волны образовались кольцевые волны. Возникает вопрос: что это за явление?

4. Для ответа на этот вопрос сформулируем и последовательно решим следующие познавательные задачи:

- только ли камень, брошенный в воду, может создать две кольцевые волны? (ПЗ №1);

- при каких условиях волны, образованные на поверхности воды, усиливаются и ослабевают? (ПЗ №2);

- при каком случае происходит возмущение? (ПЗ №3).

5. Разработаем метод решения познавательной задачи. Для решения ПЗ №1 нужно заменить камень, например, на два деревянных бруска.

Для решения ПЗ №2 проведем два опыта: первый опыт с двумя простыми карандашами, второй опыт с футбольными мячами.

При решении ПЗ №3 будем внимательно наблюдать образование двух кольцевых волн при проведении опытов в ПЗ №1 и ПЗ №2.

6. При проведении первого эксперимента учащиеся должны будут получить следующие результаты: при броске двух брусков, изготовленных из дерева, в воду, на поверхности жидкости возникают волны, каждая из которых проходит сквозь другую и ведет себя в дальнейшем так, как будто бы другой волны совсем  не существовало. Следовательно, не только камень, но и деревянный брусок создает волны на поверхности.

При проведении второго эксперимента учащиеся должны будут получить следующие результаты: при проведении первого опыта с двумя простыми карандашами были получены достаточно маленькие волны. Во втором опыте, когда были использованы два футбольных мяча, наблюдались большие кольцевые волны. Таким образом, сильные волны, образованные на поверхности воды, создаются предметами, плотность которых наибольшая, а слабые волна возникают, когда предметы имеют наименьший вес и силу, с которой производят бросок на поверхность воды.

Результатом учащихся ПЗ №3 может явиться следующее: если гребень одной волны встречался с гребнем другой волны, то возмущение поверхности воды усиливалось. Если же, напротив, гребень одной волны встречался с впадиной другой, то поверхность воды оставалась невозмущенной. А в любой точке пространства возмущение является результатом явление интерференции вторичных когерентных волн, которые излучаются каждой точкой волны (принцип Гюйгенса-Френеля).

7. Сформулируем обобщенные знания по каждой серии экспериментов. Ответ на ПЗ №1: все парные предметы, брошенные в воду, могут создавать кольцевые волны.

Ответ на ПЗ №2: сильные волны, образованные на поверхности воды, создаются предметами, плотность которых наибольшая, а слабые волна возникают, когда предметы имеют наименьший вес и силу, с которой производят бросок на поверхность воды.

Ответ на ПЗ №3: возмущение на поверхности воды усиливалось тогда, когда гребень одной волны встречался с гребнем другой волны. Если же, напротив, гребень одной волны встречался с впадиной другой, то поверхность воды оставалась невозмущенной.