高中物理12.4波的衍射和干涉学案新人教版选修

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1、12.4 波的衍射和干涉 学案（人教版选修3-4）1波可以_障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射衍射是波_的现象_都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而己波的直线传播只是在衍射不明显时的近似2只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者_时，才能观察到明显的衍射现象3几列波相遇时能够保持各自的_，继续传播，即各自的波长、频率等_几列波相遇时，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，质点的位移等于几列波单独传播时引起的位移的_，这就是波的叠加4频率相同的两列波叠加时，某些区域的_、某些区域的_，这种现象叫做波的干涉产生干涉的两个必要条件：两列波的频率必须_，两个波源的相

2、位差必须_一切波都能发生干涉，干涉也是波所_的现象5关于波的衍射现象，下列说法中正确的是()A某些波在一定条件下才有衍射现象B某些波在任何情况下都有衍射现象C一切波在一定条件下才有衍射现象D一切波在任何情况下都有衍射现象6下列现象属于波的衍射现象的是()A在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B“空山不见人，但闻人语响”C“余音绕梁，三日而不绝”D夏日的雷声有时轰鸣不绝7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，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能

3、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概念规律练知识点一对波的衍射的理解1(1)既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象？(2)一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？(3)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？2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长知识点二波产生干涉的条件3关于波的干涉，下列说法正确的是()A

4、只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳定的干涉C不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，就能产生稳定的干涉现象D干涉是机械波特有的现象4两列波相叠加得到了干涉图样，则以下说法正确的是()A两列波的频率一定相同B两波源振动一定同步C振动加强区与振动减弱区交替变化D振动加强区与振动减弱区互相间隔方法技巧练一、发生明显衍射条件的应用技巧5如图1所示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)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下

5、列描述中正确的是()图1A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6已知空气中的声速为340 m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20 s；(2)频率为30 Hz；(3)波长为10 m，它们传播时若遇到宽度均为9.5 m的障碍物，能发生明显衍射现象的是()A(1)和(2) B(2)和(3)C(1)和(3) D都可以二、对干涉图样的理解技巧7图2表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是()图2Aa、c

6、两点的振动加强，b、d两点的振动减弱Be、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰8当两列同频率的水波发生干涉现象时，若两列波的波峰在P点相遇，则()质点P的振动始终加强质点P的频率最大质点P的位移始终最大质点P的位移有时可能为零A BC D参考答案课前预习练1绕过特有 一切波2相差不多比波长更小3运动特征保持不变矢量和4振幅加大振幅减小相同保持不变特有5D衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确6B7C两列波相遇

7、时一定叠加，没有条件，A错；振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错；加强点的振幅增大，仍然在自己的平衡位置两侧振动，故某时刻位移x可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误课堂探究练1见解析解析(1)一切波都能发生衍射现象，但很多情况下因波长与障碍物或孔、缝的宽度相比较小，衍射现象极不明显，所以看不清或看不到衍射现象(2)波长较长的波容易产生显著的衍射现象(3)不是波发生衍射现象没有条件，孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系只是决定波能否发生明显衍射的条件点评波在任何情况下都有衍射现象，有明显和不明显的区别孔、缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，是发生明显衍射的条件2

8、BD衍射是一切波特有的现象，所以选项A、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1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，由于声波波长较长，所以声波容易发生明显衍射现象，所以选项D也是正确的点评知道衍射是一切波特有的现象，及发生明显衍射的条件3C干涉是波的特有现象，只要波的频率相同，两个波源的相位差保持不变，就会产生干涉现象点评产生干涉的两个条件：频率相等；波源的相位差保持不变4AD干涉产生的必要条件是波的频率相等、波源的相位差恒定，两波源的振动不一定同步，故

9、A正确，B错误产生干涉现象时，振动加强区与振动减弱区互相间隔且不会变化，故C错误，D正确点评产生干涉现象时，振动加强区与振动减弱区互相间隔，且加强区总是加强，减弱区总是减弱，不会发生变化5ABC本题主要考查发生明显衍射的条件观察图可知道孔的尺寸与波长差不多，能明显观察到波的衍射现象，故选项A对；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距应相等，故选项B对；若f增大，由，知变小，衍射现象变得不明显了，故选项D错；若将孔AB扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到衍射现象，故选项C对方法总结本题考查的是一个演示实验要求对波发生明显衍射现象的条件，以及波长、频率、波速之间的关系有

10、正确的认识因此对重要的演示实验的实验原理和实验方法，都必须有深入的理解在观察水波衍射现象的实验中，若打击水面的振子使振动频率增大，观察到的衍射现象有什么变化？(提示：v/f，f增大，减小，则衍射现象变得不明显)6D(1)T s，由v得vt，则117 m，(2)211.3 m，(3)310 m，而障碍物宽度d9.5 m，比三种波的波长都小，所以D正确方法总结判断能否发生明显衍射的方法是比较波长与障碍物的尺寸的大小关系7AD波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域

11、的空间位置是不变的a点是波谷和波谷相遇的点，c是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确e位于加强点的连线上，仍为加强点，f位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B错误相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误因形成干涉图样的介质质点不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D正确8D由于两列波的波峰在P点相遇，P点是振动加强点，且振动始终加强，正确；两列波发生干涉，它们的周期和频率不会发生改变，各个点频率仍然是相同的，错误；振动加强并不意味着其位移始终是最大，振动加强点的振幅最大，但位移总在变化，有时可能为零，错误，正确故选项D正确方法总结两个频率相同的同种波源形成的干涉图样，以两波源为中心向外辐射延伸，形成振动加强线和减弱线，即加强区和减弱区加强区是指该区域内质点的振幅增大，减弱区是指该区域内质点的振幅减小(若两列波的振幅相等则减弱区振幅为0)，不论加强区还是减弱区(振幅为0除外)中的质点，都仍在其平衡位置附近振动，它们的振动位移仍随时间发生周期性变化因此某一时刻，加强区中质点的振动位移可能小于减弱区中质点的振动位移