高中物理 第十二章 机械波（第4课时）波的衍射和干涉课件 新人教版选修

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1、第4课时　波的衍射和干涉[研究学考·把握考情]知识内容波的衍射和干涉考试要求加试b教学要求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

2、波长，或者。3．都能发生衍射，衍射是波的现象。绕过障碍物相差不多比波长更小一切波特有[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】下列关于波的衍射的说法正确的是()A．衍射是机械波特有的现象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

3、衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生明显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A、C错；发生明显衍射的条件是缝、孔或障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显，B、D对。答案BD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、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。波长频率同时矢量和[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

4、②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图1所示，下列说法正确的是()图1A．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＋A2C．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：相同的两列波叠加时，某些区域的振幅、

5、某些区域的振幅，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常常叫做。2．产生干涉的两个必要条件是：两列波的必须相同和两个波源的必须保持不变。3．一切波都能发生干涉，干涉是波所的现象。频率加大减小干涉图样频率相位差特有[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2所示。图2(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。【例2】两个频率、振动方向、初始相位均

6、相同的波源S1、S2，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图3所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实线表示波峰，虚线表示波谷)，在图中标有A、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________。图3解析方法一　由题图中可以知道，A点距波源S1、S2的距离均为1.5λ，即x1＝1.5λ，x2＝1.5λ，故A到S1、S2的距离差Δx＝x1－x2＝0；B点距S1距离为x1＝λ，距S2距离为x2＝2λ，故B到S1、S2的距离差Δx＝λ；C点距S1的距离为x1＝2λ，距S2的距离为x2＝1.5λ，故C到两波源S1、S2的距离差

7、为Δx＝x1－x2＝0.5λ。因为两波源的振动情况完全相同。所以A、B点均为振动加强点，C点为振动减弱点。方法二　由题图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点。答案A、BC1．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子的振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为()A．10cmB．5cmC．d≥1cmD．d≤1cm答案D2．如图4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下图中的()图4解析当两列波的前半个

8、波(或后半