（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.ppt

第4课时波的衍射和干涉,研究选考把握考情,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,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。,要点精讲,【例1】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(),A.B侧波是衍射波B.A侧波速与B侧波速相等C.减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D.增大挡板间距离，衍射现象将更明显解析小孔是衍射波的波源，A侧是衍射波，A错误；在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式vf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误。答案B,图1,知识点二波的叠加,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_。,基础梳理,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，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波，频率为f2(f2f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图2所示，下列说法正确的是(),图2,A.两列波同时到达P点B.两列波相遇时P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f2f1，故21，当的波峰传至P点时，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A1A2，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,1.定义：_相同的两列波叠加时，某些区域的振幅_、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。,基础梳理,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3所示。,图3,4.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，AA1A2。(2)减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A|A1A2|。,(2)特点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(加强区与减弱区不随时间变化)。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4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4,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1.5，即x11.5，x21.5，故A到S1、S2的距离差xx1x20；B点距S1距离为x1，距S2距离为x22，故B到S1、S2的距离差x；C点距S1的距离为x12，距S2的距离为x21.5，故C到两波源S1、S2的距离差为xx1x20.5。,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、BC,1.音箱装置布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音的失真。有的生产厂家就把布网安装上子母扣，这样听音乐时就可以将布网卸下来，从而获得真实的听觉效果，听同样的音乐时，不卸下布网跟卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是()A.高频成分B.低频成分C.中频成分D.不能确定,解析当声音从音箱发出遇到布网这一障碍物时，若声波的波长比布网的直径大或者和它差不多时，就可以发生明显的衍射现象，这样布网就不能阻挡这部分声波，布网可以阻挡波长比它的直径小得多的声波，即声音的高频成分，所以选项A正确。答案A,2.如图5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5,解析当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波(或后半个波)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(或前半个波)的波形保持不变，所以选项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，所以选项C是正确。答案BC,3.水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则()A.这两列波能发生干涉B.P点始终在波谷C.P是振动加强点D.P的位移有时可为零,答案ACD,4.如图6所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出(),图6A.P点到两波源的距离差等于2B.P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