2.4波的衍射和干涉学案（人教版选修3-4）

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1、12．4波的干涉、衍射学案一、学习目标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、教学重点波发生明显衍射现象的条件。三、教学难点对波发生明显衍射现象的条件的应用Ⅰ四、知识梳理1、波的衍射现象：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。发生明显衍射的条件是，孔、缝、障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多。一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。2、波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播；在他们重叠的区域内，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

2、列波单独传播时分别引起的位移的矢量和。3、波的干涉：两列相干波叠加，使得某些区域振动加强，某些区域振动减弱，并且振动加强区域和振动减弱区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做波干涉图样。产生干涉的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。一切波都可能发生干涉，干涉是波特有的现象。四、典型例题例1如图7-4-1所示，S1和S2是湖面上两个完全相同的水波的波源，MN是足够长的湖岸，水波的波长为2m，S1与S2的连线与湖岸垂直，且S1S2=5m，则岸边始终平静的地方共有（）A、1处B、3处C、5处D、无数处〖解析〗岸边到

3、两个波源距离差（波程差）为半波长的奇数倍的地方是始终平静的（振动减弱区）。O点的波程差最大，为5m，其左右各有波程差为3m、1m的平静地点，所以始终平静处一共5处，所以选C.〖点评〗要求掌握干涉区振动加强和振动减弱条件。例2图7-4-2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波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（）A、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

4、可能观察不到明显的衍射现象D、如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象〖解析〗此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以A选项正确；衍射不改变波速和频率，所以B选项正确；孔扩大后，将逐渐偏离发生明显衍射的条件，所以C选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，更加符合明显衍射条件，所以D选项错误。所以选ABC.〖点评〗发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多。五、变式迁移1、关于波的衍射，下列说法中正确的是（）A、衍射现象必须在一定条件下才能发生B、明显衍射现象必须在一定条件下

5、才能发生C、衍射是某些波所特有的现象D、衍射是所有波所特有的现象2、如图7-4-4所示，一个波源在绳的左端发出半个波a，频率为f1,振幅为A1，另一个波源在绳的右端发出半个波b，频率为f2,振幅为A2，P为两波前锋间的中点，则下列说法中错误的是（）A、两列波相遇时，P点的振幅可达A1+A2B、两列波同时到达P点C、两列波相遇时，各自保持原来的波形独自传播D、两列波相遇后，绳上波峰位移可达A1+A2的点只有1个，此点在P点的左侧3.如图5所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻

6、它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有图5A.该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强C.a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的D.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱【例6】如图6两个正弦波沿同一条直线向相反方向传播，在相遇阶段，波形将怎样变化？图6解：根据波的独立传播原理和叠加原理可作出如右图形。变式迁移1、BD2、AD3、BC