《波的干涉和衍射》学案(鲁科选修）.doc

23波的干涉和衍射学案【学习目标】（1）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样；（2）知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件；（3）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。【学习重点】波的叠加原理、波的干涉条件、干涉现象和干涉图样、波发生明显衍射现象的条件。【知识要点】一、波的叠加两列波相遇时会互相穿过，各自保持原波继续前进，与一列波单独传播时的情形完全一样，这两列波互不干扰。两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和。二、波的干涉一般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时，情形是很复杂的。一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。1）做波的干涉：频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。形成的图样叫做干涉图样。（2）特点：干涉现象是一切波都具有的现象。（3）产生条件：两列波的频率必须相同。只有两个频率相同、振动方向相同的波源发出的波，叠加时才会获得稳定的干涉图样，这样的波源叫做相干波源，它们发出的波叫做相干波。三、波的衍射（1）波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。（2）衍射现象的条件只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。一切波都能发生衍射，衍射是波的特有现象。能够引起听觉的声波范围是20Hz20 000Hz。【典型例题】例题1：如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，可采用的方法是 （ ）A使波源的频率增大B使波源的频率减小C移动N使狭缝的距离减小D移动N使狭缝的距离增大解析：减小波源的频率，波长增大；移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显。故BD正确。【达标训练】1如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为 A，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且abbc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则A a处质点的位移始终为2AB c处质点的位移始终为2AC b处质点的振幅为2AD a处质点的振幅为2A2如图所示是波遇到小孔或障碍物后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是().3如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的点为振动加强的位置，图中的点为振动减弱的位置4石块落入水中,激起水波使浮在湖面上的小木块在4s内振动了8次,当小木块刚开始第7次振动时,与小木块相距20m的树叶恰好开始振动,由此可知,水波的波长为_m,波速的大小为_m/s.5、如图所示，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（ ）A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Ca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6、如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅A2的半个波形b，f1f2，P为两个波源连线的中点，已知机械波在介质的传播速度只由介质本身的性质决定，则下列说法中正确的是（）A两列波将不同时到达P点B两列波在P点叠加时P点的位移最大可达到A1+A2Ca的波峰到达S2时，b的波峰还没有到达S