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wave_interference.gif

这几天在学校讲解相关机械波的一些内容,简谐振动相对于一般的匀变速本来就上了一个台阶,而和单个振子的机械振动相比,机械的波动是多质点不同步调的集体行为,多维动态的情景需要解读的就更复杂一些。在解答学生问题的过程中,尝试用新的方法构造了“绳波”的传播和叠加的过程,没用十来分钟就可以构造好了模型,这比以前的工作简单了一些。

这里把源文件分享,可以调节参数,看到频率相同,振幅相等和不等的情况下波的干涉情况,特别是所谓振动加强和振动减弱的动态图景。而对于频率不同的一些叠加情况,也可以通过跟踪的方式来相对直观的观察。当然,如果能够把干涉的模型扩展到3D,情景会更为直观一些,但在细节的表现上,或许不容易被抓住重点了:)

当老师和当医生不一样,医生和病人都信赖设备,大多结论直接采用,而老师却需要让学生知道图景背后的原理...老师某种程度上就是要让病人也会看病的医生,老师难当啊:)

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昨天才春寒料峭,今天已草长莺飞了。这就是北方的气候,也是北方人的性格:)

不知道哪来的闲心,一打方向盘,一个人来到了浑河边上的森林公园。崭新的设施,平整的路面,清新的空气...要怪只能怪好天气来得太突然,来游园的人却很少,以至在这里开车也可以体会“野渡无人舟自横”的意境了。

西边维修中的工农桥上依旧车水马龙,东面建设中的三好桥上热火朝天,空阔的草坪,和煦的阳光,暖暖的春风中,风车都懒洋洋的,长椅上几个人聊天,河边三两个垂钓...别人来公园闹中取静,我可是静中取闹的,打开车窗,放大了音量...

我喜欢这里的景色,尽管时下的草依旧枯黄,树木还很萧条,桥梁建设中,内河只是没水的沟...但这并不重要,通过这些,我已经可以看见过些天的盛景了,大片的草坪,繁茂的树木,盛开的各色花朵,内河上游船竞渡,环岛公路上游人如织...正如几年前,和朋友走在还很荒芜的河滩上时,就已经看到今天长白岛的景色了。

现实风景的美是具体的,也是有限的,而风景真的美并不在于她时下的美丽,而在于她所预示的未来,这有点像孩童的美,大人之所以喜欢孩童,很大的程度是向往他们的未来。最美的风景并不存在现实之中,最美的风景是在每个人的心中。

希望才是最美的风景。

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离六月的高考还有一段时间呢,各学校已迫不及待地通过大小媒体陆续发布一些学生被国外大学录取的消息了,耶鲁的、MIT的、京都的...在为他们个人高兴的同时,也从提醒自己从另外的角度审视教育的发展。

科举重视的是博闻强记,而记忆仅仅是学习能力的一个方面;中高考一直在反对“死读书,读死书”,注重引导知识的理解和推理的逻辑,但这也仅仅是学习能力一个方面的强化;素质教育注意到“智商”外还有“情商”等多元的智能,从关注点从单一的学习能力上升到综合素质的协调发展。对比看来,社会对学生培养目标的发展线索很清晰,越发重视教育目标的元性。而眼下的瓶颈是多元的目标却只能通过单一的方式去实现,这也是这些年来素质教育推行的最大问题。

教育的复杂性要通过教育的多样性来应对,而教育的多元目标更要通过多方渠道来实现。以前学生读书目标的实现只能上大学,上省重点大学,上全国重点,上名牌大学,上清华北大,上香港大学...时下越来越多的学生是通过申请奖学金上耶鲁、哈佛...学生的眼界越来越宽了,升学的渠道也越来越多了。不过这些表面上的多种渠道也仅仅限于智育的单一目标。在排除外力的干扰因素,那些参加科技创新的学生就从另外一个方面获得了机会。我们很自然会想象到,以后除了智力,体育和美育等方面优异的同学也能获得同样多的机会,只有实现实现目标渠道的样性,才会有真正意义全面发展的教育。

再回到那些绕过拥挤的独木桥并能提前到达对岸的幸运儿身上,他们受教育的成功不仅仅是教师的成功,学校的成功,而是方面因素有效协调的成功。和以往的学生不同,他们的学习不局限在一间教室里,也不是局限在一所学校里,他们接受教育的场所更具有泛学校化。与其说他们的成长离不开教师,不如说离不开家长和学习的伙伴,这里面家庭的条件,家长的决策等隐性的因素更凸显出来...这样看来,未来的教育更如一种投资...一个好的投资离不开好的项目,自然也离不开雄厚的资本:)

受教育于个人的现实意义,某种程度上是跨入某个阶层的门槛,比如在过去为了农转非,今天多为了能挤入更大的城市,有份好工作。而高考于社会所谓人才选拔的功能,更是旧社会科举制度的延续。发展最为重要的标志是具有了选择的余地。即便是社会发展到今天,高考应试的这些功能特性并没有发生根本的变化,不过教育的变化是从单一的目标变为多元目标,从千军万马过独木桥的拥挤到条条大路通罗马的通达,从单一方面的努力变为各方面的综合。总体说来,教育的发展离不开上面的三多。

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原本是2005年的东西,因为牛牛索要相关的课件,也是高二正在讲习的东西,索性把它再发出来...GSP文档上传到这里,也邮件发送了,注意查收。

路甬祥在《百年物理学的启示》中提到,“物理在于纷杂中抽象出统一,更正生活中一些肤浅的认识。”此设计需要一定的相关知识储备,而目标的要求也不是单纯的知道,甚至高于理解。总听人说该如何如何,总想尝试或许也可以这样。

世界很小,我们可以轻松跨越空间的距离聚集到一间教室;心灵很远,在同一课堂上却多互不相识。
·自我介绍【沟通】
一次家长会后有小boy问我:“我妈妈说您这么小[个头],碰到坏人怎么办啊?”我想今天这里应该没有坏人吧 :)...听一上午的课是件很繁重的工作,在座的老师们也辛苦了!我会尽量让这里轻松些。不过上课前有必要让大家先了解我和我的一些主张:
平日里大家多叫我QIUsir,每每想到名字里的宿命就打消了不安分的念头,孔子名丘[A sir who often Questions I and yoU];物理上Q代表电量、I代表电流、U电压,不仅要当老师,还要教物理。命啊!
[手指游戏]错误起因多于误解和贪心,而非智力问题;勇气、坦诚;学生面前我是坏人:)
...社会上失误或许让你会蒙受经济损失,而课堂上的错误却常带给我们深入理解的机会。A Question A Chance!

·引入课题【过度】
今天和大家交流一些关于波的认识:
你知道生活中哪些和波相关的词汇?[电磁波(无线电波、光波、微波),水波,声波(超声波、次声波),地震波...从红旗飘飘到印尼海啸]其实我们所听[声]、所见[光]、所用[微]、所想[脑波]都和波密不可分。

·椭圆水波【具体】
天气越来越热,相信大家更喜欢水波。[游泳图][演示]
无风的水面上漂浮着木快,木快随水波如何运动?随波逐流?上下振动? 成语随波逐流把波和流相提并论,而物理上它们是有区别的,漂浮物只在原处摇曳,随波不逐流。摇曳、荡漾等词汇也有其具体的物理内涵。[椭圆]

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简化…如果水面上漂浮很多木块[无、雾、误,要物需继续悟]

·圆周运动【简化】
模型:清晰单个质点匀速圆周运动的图景,一个点带动另一个点[两个点依次落后],三个点…两个点在不同位置同步运动,三个点…多个点在不同位置依次落后的协同运动?波动且像水波[有起伏变化、有疏密相间、有前后延迟…振动形式传播]

·竖直压缩【压缩】
从椭圆简化到圆,把圆周压缩成线,圆周运动简化成竖直方向的振动:
模型:一个点的竖直振动;一个点带动另一个点,三个点…两个点不同位置同步振动,三个点…两个点不同位置依次落后的协同振动,多个点…如影相随。
[只有起伏变化了]角度调整和传播方向的关系。

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这种传播方向和振动方向垂直的波动叫横波。凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处的叫波谷。[人生如波]某时刻在波峰处的质点是不是总会在波峰的位置呢?老人常说三穷三富过到老,而乐极生悲或绝处逢生也是这个道理。
最简单的振动?[简谐振动]最简单的波?[简谐波]所有质点都在各自的平衡位置附近做依次落后的简谐振动。

·水平振动【迁移】
刚才是圆周运动的竖直压缩,下面自然关心水平压缩的情形。
模型:一个点的水平振动,一个点带动另一个点,三个点头…两个点不同位置的同步振动, 三个点头…两个点不同位置依次落后的振动,多个点的推广。
[没有凸凹起伏,只有疏密变化]步调/角度和传播方向的关系。
这种传播方向和振动方向平行的波动叫纵波。顾名思义,质点分布最稀疏的地方叫疏部,质点分布最密集的部分叫密部。[疏部、密部和波峰、波谷对应吗?]
月亮上能否传声?水波在水中传播,地震波在地壳,声波需要空气…波的传播需要介质。各部分间的相互作用使一个点[振源]的振动带动周围部分振动,导致无数点在各自平衡位置附近往复运动。波动中各质元的振动是受迫振动,它们的振动频率与波源的振动频率相同,与介质无关。介质?初中学过,东西![草是牛羊的食物,而狼吃肉。] [日升日落,轮回。长生不老=不是东西。]
声波是纵波。而气体能否传播横波?[北京的朋友/张熙春老师特地为我制作的课件。张老古稀之年,仍醉心教育,这不仅是我一个人的福分。]空气可以被压缩但不能被剪切,不能传播机械波中的横波,但电磁波也是横波,可以在空气中传播![恐怖]

·回归再现【合成】
再次来看最初水波的图景,相信大家眼里的细节要丰富许多。这里既有横波的起伏,又有纵波的疏密。如水波一样,地震波中既有横波和纵波。其实真实的水波要更复杂,我们所探讨的仅仅是理想情况下水的表面波。我们的头脑可以从线、面过渡到空间图景,甚至可以尝试理解更复杂的波动。[演示]

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·振动和波【关联】
波动表象和振动图像很相似。[演示][传递纸条对比传话,振动和波的联系]
1、振动是产生波的原因,有振动不一定有波。
2、振动是一个质点的振动;波动是多个质点的同时不同步的运动。
3、振动图像仅随时间周期变化;波动除了时间还与空间变量有关。
4、介质仅仅是把振动这种形式传播出去,但不是质点的传播。
水中的小船,可以用石子直接击中给它能量,也可以抛石水中使船振动。波在传播振动形式的同时,也将波源能量传递出去,还传递信息。

《庖丁解牛》中提到目无全牛,我想目无全“波”应该是一种知识理解的境界。但仅仅理解是不够的,知识除了“是什么、为什么、还有什么”之外,更重要的是“我发现了什么和我创造了什么?”前学生构造的波动演示,希望能看到你们的作品。

·发散推广【迁移】
最后我们回顾一下本节学习的脉络:[思维导图板书]
波是一种广泛存在的运动形式,任何周期性的变化在空间的传播都可以叫波。比如社会舆论,SARS,体育场的人浪,人的情绪…近代物理发现物质微粒也具有波动性,而量子力学也叫波动力学,我们就生活在波的世界里!
眼下时兴的团队训练-波的团队训练。
课堂上师生探究的好奇是振源,彼此的信任是介质,坦陈的勇气是能量,安全的氛围下知识的传递才最有效…
One Work injury Affects eVeryonE是一本书的封皮,像多米诺骨牌,在班级里,家庭中…其实生活中我们每个人对别人都承担着义务。

今天的课就上到这里,最后还要谢谢大家,祝大家午餐愉快!谢谢!!

振动[介质/东西]波[见/听/用/想]水[具体]椭圆[抽象]圆[压缩]线[横波纵波]椭圆[迁移][人浪/情绪/舆论/SARS]…

目无全牛不是终点;什么是什么?为什么?还有什么?我发现了?我创造了?

画板文件下载:GSP-振动和波的再认识 (8592)
要先安装几何画板/GSP4D

·机械波的产生和传播板书[1][2]
·聚焦课堂现场图片

07

灾难面前人会很自然地表现出求生的本能,而人的这种本能在和平年代则会表现为让自己活得再好一些的追求。最近地方台热播的《双面胶》,让很多人看了感同身受,很重要的一点就在于从平常人家家庭的一些琐事把人最为真实的一面反映出来。

这两天东航航班集体返航的事被炒得沸沸扬扬,官方以少见的速度明确彻查的态度,其实也是撇清自己,更动用话语特权把道德的帽子乱扣一气,至于旁人,毕竟离自己的切身利益远了一些,看热闹的就怕事小:)

社会主义的国度里,印象中“还是好人多”的啊,怎么这么巧合,十八个大坏蛋都当了飞行员,还都在一个公司里?如果不认同他们是坏蛋或是笨蛋,那对于他们飞行员的职业操守少有人更清楚,更轮不到一拥而上的指责了。非要说道德问题,那十八人肯定认为有人比他们更不道德。近来西方的罢工还少吗?而我们的工人阶级也是有罢工的传统的:)

至于如此过激的方式来诉求,应该是别无他法。愤怒的乘客自然要索赔,但索赔的对象应是航空公司。而从公民知情权上,东航“坚持天气原因”的行为更应该被追究。

人啊,外表上是长了自由的脚,可人在心理却被悄悄地植下根。