第4课时 波的衍射和干涉
[研究选考·把握考情]
考试要求 知识内容 波的衍射和干涉 加试b 1.知道波的衍射现象和波产生明显衍射的条件 2.知道一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象 3.了解波的叠加原理 4.知道波的干涉现象和波发生干涉的条件 教学要求 5.知道一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象 6.经历波的衍射研究过程,体会波的传播特征 7.经历波的干涉研究过程,体会波的传播特征 8.理解干涉现象中振动加强与减弱的意义 说明 不要求定量计算有关波的干涉问题
知识点一 波的衍射
[基 础 梳 理]
1.定义:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。
2.发生明显衍射的条件: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。 3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
[要 点 精 讲]
1.衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射。
2.波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,“障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件。
3.波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向。因此,波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 【例1】 如图1所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象,从图象可知( )
图1
A.B侧波是衍射波 B.A侧波速与B侧波速相等
C.减小挡板间距离,衍射波的波长将减小 D.增大挡板间距离,衍射现象将更明显
解析 小孔是衍射波的波源,A侧是衍射波,A错误;在同一种介质中,波速相等,故B正确;根据波速、波长和频率的关系式v=λf,由于波速和频率不变,故波长不变,故C错误;波长越长越容易发生衍射现象,与波的频率和振幅没有关系,在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距,故D错误。 答案 B
知识点二 波的叠加
[基 础 梳 理]
1.波的独立传播特性:几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征,不受其他波的影响。 2.波的叠加原理:在几列波重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
[即 学 即 练]
波源在绳的左端发出半个波①,频率为f1,振幅为A1;同时另一波源在绳右端发出半个波②,频率为f2(f2>f1),振幅为A2,P为绳的中点,如图2所示,下列说法正确的是( )
图2
A.两列波同时到达P点
B.两列波相遇时P点波峰值可达到A1+A2 C.两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播 D.因频率不同,这两列波相遇不能叠加
解析 因P为绳的中点,故两列波同时到达P点,A正确;因f2>f1,故λ2<λ1,当①的
波峰传至P点时,②的波峰已过了P点,即两波峰在P点不会相遇,根据波的叠加原理,P点的波峰值不会达到A1+A2,选项B错误,选项C正确;因波的叠加没有条件,故选项D错误。 答案 AC
知识点三 波的干涉
[基 础 梳 理]
1.定义:频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小,这种现象叫做波的干涉,形成的图样常常叫做干涉图样。
2.产生干涉的两个必要条件是:两列波的频率必须相同和两个波源的相位差必须保持不变。 3.一切波都能发生干涉,干涉是波所特有的现象。
[要 点 精 讲]
1.波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。
2.稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列波的频率相同、相位差恒定。 3.干涉图样及其特点 (1)干涉图样:如图3所示。
图3
(2)特点
①加强区和减弱区的位置固定不变。
②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。 ③加强区与减弱区互相间隔。 4.振动加强点和减弱点
(1)加强点:振动的振幅等于两列波振幅之和,A=A1+A2。 (2)减弱点:振动的振幅等于两列波振幅之差,A=|A1-A2|。 (3)加强点和减弱点的判断
①条件判断法:振动频率相同、振动情况完全相同的两波叠加时,设点到两波源的路程差为
高中物理 第十二章 机械波 第4课时 波的衍射和干涉学案 新人教版选修3-4.doc
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)