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时间:2018-10-13
《高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射教案鲁科版选修3_4》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3节波的干涉和衍射课堂互动三点剖析一、波的叠加原理和干涉现象波的叠加:几列波在相遇时能够保持各自的运动状态继续传播,在它们重叠的区域里,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位移的矢量和.两列波要产生干涉,频率相同是首要条件.振动加强或振动减弱的判断有以下两种判断法:1.条件判断法振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时,加强、减弱条件如下:设点到两波源的距离差为Δr,那么当Δr=2k·λ/2时为加强点;当Δr=(2k+1)·λ/2时为减弱点(k=0,1,2,…).若两波源振动步调相反,则上述结论相反.2.现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷
2、与波谷)相遇,该点为加强点.若总是波峰与波谷相遇,则为减弱点.【例1】如图2-3-1所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是图2-3-2所示的()图2-3-2解析:当两列波的前半个波形(或后半个波形)相遇时,根据波的叠加原理,在前半个波形(或后半个波形)重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零,而两列波的后半个波形(或前半个波形)保持不变,B正确.当两列波完全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有的质点振动的位移加倍.C正确.答案:BC二、波的衍射1.衍射是波特有的现象
3、,一切波都会产生衍射现象,当波碰到障碍物时,衍射现象总是存在的,只是有的明显有的不明显而已.平常见到的某些波,用肉眼直接观察,几乎看不到衍射现象,并不是没发生衍射现象,只是不太明显,这是由于障碍物太大的缘故.实验事实表明,对同一列波而言,障碍物或孔的尺寸越小衍射越明显.2.发生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸比波长小,或跟波长差不多.(1)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件.一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象.(2)波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播,于是
4、,就出现了偏离直线传播的衍射现象.(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到.【例2】下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析:衍射是一切波特有的现象,所以选项A对C错.发生明显的衍射现象是有条件的,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,所以选项B是正确的.声波的波长在1.7cm到17m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相
5、比,正是由于声波波长较大,声波容易发生衍射现象,所以选项D也是正确的.答案:ABD各个击破类题演练1关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是()A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移s可能是零D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大解析:根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A错.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇,所以B错.振动加强的点仅是振
6、幅加大,但仍在平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以选项C正确,选项D错误.答案:C变式提升1在同一介质中两列频率相同、振动步调一致的横波互相叠加,则()A.波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的B.振动最强的点经过T后恰好回到平衡位置,因而该点的振动是先加强,后减弱C.振动加强区和减弱区相间隔分布,且加强区和减弱区不随时间变化D.加强区的质点某时刻位移可能是零解析:振动加强的点仅是振幅加大,但仍在平衡位置附近振动,位移是变化的,所以选项B错误.答案:ACD类题演练2如图2-3-3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是波源,图中已画出波源所在区域
7、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,下列描述中正确的是()图2-3-3A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察到衍射现象解析:根据能有明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,A正确.因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相同,所
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