《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 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3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 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3-4（22页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、第第4课时波的衍射和干涉课时波的衍射和干涉研究选考研究选考把握考情把握考情知识内容知识内容波的衍射和干涉波的衍射和干涉考试要求考试要求加试加试b教学要求教学要求1.知道波的衍射现象和波产生明显衍射的条件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，体会波的传播特征经历波的衍射研究过程，体会波的传播
2、特征7.经历波的干涉研究过程，体会波的传播特征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理解干涉现象中振动加强与减弱的意义说明说明不要求定量计算有关波的干涉问题不要求定量计算有关波的干涉问题 知识点一波的衍射知识点一波的衍射基基 础础 梳梳 理理1.定义：波可以定义：波可以_继续传播，这种现象叫做波的衍射。继续传播，这种现象叫做波的衍射。2.发发生生明明显显衍衍射射的的条条件件：缝缝、孔孔的的宽宽度度或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸跟跟波波长长_，或或者者_。3._都能发生衍射，衍射是波都能发生衍射，衍射是波_的现象。的现象。绕过障碍物绕过障碍物相差不多相差不多比
3、波长更小比波长更小一切波一切波特有特有1.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。2.波波的的衍衍射射总总是是存存在在的的，只只有有“明明显显”与与“不不明明显显”的的差差异异，“障障碍碍物物或或孔孔的的尺尺寸寸比波长小或跟波长差不多比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件。只是发生明显衍射的条件。3.波波传传到到小小孔孔(障障碍碍物物)时时，小小孔孔(障障碍碍物物)仿仿佛佛一一个个新新波波源源，由由它它发发出出与与原原来来同同频频率率的的波波在在孔孔(障障碍碍物物)后后传传播播，就就偏偏离离了了直直线线方方向向。因因此此，波波的的直直线线传传
4、播播只只是是在在衍衍射射不不明显时的近似情况。明显时的近似情况。要要 点点 精精 讲讲【例【例1】如图如图1所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知()A.B侧波是衍射波侧波是衍射波B.A侧波速与侧波速与B侧波速相等侧波速相等C.减小挡板间距离，衍射波的波长将减小减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D.增大挡板间距离，衍射现象将更明显增大挡板间距离，衍射现象将更明显解解析析小小孔孔是是衍衍射射波波的的波波源源，A侧是是衍衍射射波波，A错误；在在同同一一种种介介质中中，波波速速相相等等，故故B正正确确；根根据据波波速速、波波长和和频率率的
5、的关关系系式式vf，由由于于波波速速和和频率率不不变，故故波波长不不变，故故C错误；波波长越越长越越容容易易发生生衍衍射射现象象，与与波波的的频率率和和振振幅幅没没有有关关系系，在在波波长无法改无法改变的情况下可以减小的情况下可以减小挡板板间距，故距，故D错误。答案答案B图1知识点二波的叠加知识点二波的叠加1.波波的的独独立立传传播播特特性性：几几列列波波相相遇遇时时各各自自的的_、_等等运运动动特特征征，不不受受其其他他波波的影响。的影响。2.波波的的叠叠加加原原理理：在在几几列列波波重重叠叠的的区区域域里里，介介质质的的质质点点_参参与与这这几几列列波波引引起起的的振动，质点的位移等于这几
6、列波单独传播时引起的位移的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_。基基 础础 梳梳 理理波长波长频率频率同时同时矢量和矢量和即即 学学 即即 练练波波源源在在绳绳的的左左端端发发出出半半个个波波，频频率率为为f1，振振幅幅为为A1；同同时时另另一一波波源源在在绳绳右右端端发发出出半半个个波波，频频率率为为f2(f2f1)，振振幅幅为为A2，P为为绳绳的的中中点点，如如图图2所所示示，下下列列说说法法正正确确的的是是()图2A.两列波同时到达两列波同时到达P点点B.两列波相遇时两列波相遇时P点波峰值可达到点波峰值可达到A1A2C.两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播两列波相遇再分
7、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因频率不同，这两列波相遇不能叠加解解析析因因P为绳的的中中点点，故故两两列列波波同同时到到达达P点点，A正正确确；因因f2f1，故故21，当当的的波波峰峰传至至P点点时，的的波波峰峰已已过了了P点点，即即两两波波峰峰在在P点点不不会会相相遇遇，根根据据波波的的叠叠加加原原理理，P点点的的波波峰峰值不不会会达达到到A1A2，选项B错误，选项C正正确确；因因波波的的叠叠加加没没有有条条件，故件，故选项D错误。答案答案AC知识点三波的干涉知识点三波的干涉1.定定义义：_相相同同的的两两列列波波叠叠加加时时，某某些些区区域域的的振振幅幅_、某
8、某些些区区域域的的振振幅幅_，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常常叫做，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常常叫做_。2.产产生生干干涉涉的的两两个个必必要要条条件件是是：两两列列波波的的_必必须须相相同同和和两两个个波波源源的的_必必须须保持不变。保持不变。3.一切波都能发生干涉，干涉是波所一切波都能发生干涉，干涉是波所_的现象。的现象。基基 础础 梳梳 理理频率频率加大加大减小减小干涉图样干涉图样频率频率相位差相位差特有特有要要 点点 精精 讲讲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。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
9、，必须是两列波的频率相同、相位差恒定。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.干涉图样及其特点干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图干涉图样：如图3所示。所示。图34.振动加强点和减弱点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，加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，AA1A2。(2)减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A|A1A2|。(2)特点特点加强区和减弱区的位置固定不变。加强区和减弱区的位置固定不变。加强区始终加强，减弱区始终减弱加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化加强区与减弱区
10、不随时间变化)。加强区与减弱区互相间隔。加强区与减弱区互相间隔。【例例2】两两个个频频率率、振振动动方方向向、初初始始相相位位均均相相同同的的波波源源S1、S2，产产生生的的波波在在同同一一介介质质中中传传播播时时，某某时时刻刻t形形成成如如图图4所所示示的的干干涉涉图图样样，图图样样中中两两波波源源S1、S2同同时时为为波波谷谷(实实线线表表示示波波峰峰，虚虚线线表表示示波波谷谷)，在在图图中中标标有有A、B、C三三个个点点，则则振振动动加加强强的的点点是是_，振动减弱的点是，振动减弱的点是_。图4解析解析方法一由方法一由题图中可以知道，中可以知道，A点距波源点距波源S1、S2的距离均的距离
11、均为1.5，即即x11.5，x21.5，故故A到到S1、S2的距离差的距离差xx1x20；B点距点距S1距离距离为x1，距距S2距离距离为x22，故故B到到S1、S2的距离差的距离差x；C点距点距S1的距离的距离为x12，距距S2的距离的距离为x21.5，故故C到两波源到两波源S1、S2的距离差的距离差为xx1x20.5。因因为两波源的振两波源的振动情况完全相同。情况完全相同。所以所以A、B点均点均为振振动加加强点，点，C点点为振振动减弱点。减弱点。方方法法二二由由题图可可知知A点点为波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇，是是振振动加加强点点；B点点是是波波谷谷与与波波谷谷相相遇，是振遇，是振动加加强
12、点；点；C点是波峰与波谷相遇，是振点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点。减弱点。答案答案A、B C 1.音音箱箱装装置置布布网网既既美美观观又又能能阻阻止止灰灰尘尘进进入入音音箱箱内内部部，但但是是它它又又有有不不利利的的一一面面，对对于于音音箱箱发发出出的的声声音音来来说说，布布网网就就成成了了障障碍碍物物，它它阻阻碍碍了了声声音音的的传传播播，造造成成了了声声音音的的失失真真。有有的的生生产产厂厂家家就就把把布布网网安安装装上上子子母母扣扣，这这样样听听音音乐乐时时就就可可以以将将布布网网卸卸下下来来，从从而而获获得得真真实实的的听听觉觉效效果果，听听同同样样的的音音乐乐时时，不不卸卸下下布布
13、网网跟跟卸卸下下布布网网相相比比较较，你你认认为为声声音音损失掉的主要是损失掉的主要是()A.高频成分高频成分 B.低频成分低频成分C.中频成分中频成分 D.不能确定不能确定解解析析当当声声音音从从音音箱箱发出出遇遇到到布布网网这一一障障碍碍物物时，若若声声波波的的波波长比比布布网网的的直直径径大大或或者者和和它它差差不不多多时，就就可可以以发生生明明显的的衍衍射射现象象，这样布布网网就就不不能能阻阻挡这部部分分声声波波，布网可以阻布网可以阻挡波波长比它的直径小得多的声波，即声音的高比它的直径小得多的声波，即声音的高频成分，所以成分，所以选项A正确。正确。答案答案A2.如如图图5示示，沿沿一一
14、条条直直线线相相向向传传播播的的两两列列波波的的振振幅幅和和波波长长均均相相等等 ，当当它它们们相相遇遇时时可可能能出现的波形是下图中的出现的波形是下图中的()图5解解析析当当两两列列波波的的前前半半个个波波(或或后后半半个个波波)相相遇遇时，根根据据波波的的叠叠加加原原理理，在在前前半半个个波波(或或后后半半个个波波)重重叠叠的的区区域域内内所所有有的的质点点振振动的的合合位位移移为零零，而而两两列列波波的的后后半半个个波波(或或前前半半个个波波)的的波波形形保保持持不不变，所所以以选项B正正确确；当当两两列列波波完完全全相相遇遇时(即即重重叠叠在在一一起起)，由由波波的的叠叠加加原原理理可
15、可知知，所所有有质点点振振动的的位位移移均均等等于于每每列列波波单独独传播播时引引起起的的位位移移的矢量和，使得所有的的矢量和，使得所有的质点振点振动的位移加倍，所以的位移加倍，所以选项C是正确。是正确。答案答案BC3.水水槽槽中中步步调调相相反反的的波波源源S1、S2发发出出两两列列波波长长相相等等的的水水波波，设设某某一一时时刻刻P点点恰恰好好是是两两波波谷相遇，则谷相遇，则()A.这两列波能发生干涉这两列波能发生干涉B.P点始终在波谷点始终在波谷C.P是振动加强点是振动加强点D.P的位移有时可为零的位移有时可为零答案答案ACD4.如如图图6所所示示，S1、S2为为两两个个振振动动情情况况
16、完完全全一一样样的的波波源源，两两列列波波的的波波长长都都为为，它它们们在在介介质质中中产产生生干干涉涉现现象象，S1、S2在在空空间间共共形形成成6个个振振动动减减弱弱的的区区域域(图图中中虚虚线线处处)，P是是振振动动减弱区域中的一点，从图中可看出减弱区域中的一点，从图中可看出()图6A.P点到两波源的距离差等于点到两波源的距离差等于2B.P点始终不振动点始终不振动C.P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D.当一列波的波峰传到当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到点时，另一列波的波谷也一定传到P点点解解析析振振动减减弱弱点点到到两两波波源源距距离离差差等等于于半半波波长的的奇奇数数倍倍，A错误；两两波波源源振振动情情况况相相同同，故故P点点振振幅幅为零零，B正正确确，C错误；在在P点点合合位位移移为零零，故故其其中中一一列列波波的的波波峰峰传播播到到P点点时，另一列波的波谷也，另一列波的波谷也传播到播到P点，点，D正确。正确。答案答案 BD
（浙江专用）2018-2019学年高中物理 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3-4
