辽宁省丹东宽甸县第一中学高中物理 12.4 波的衍射和干涉学案（无答案）新人教版选修34.doc

12.4 波的衍射和干涉 学习目标：1. 通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。2. 知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。3. 了解波的叠加原理。4. 认识波的干涉现象和波的干涉图样。5. 知道波发生明显干涉现象的必要条件。6. 知道衍射和干涉现象是波所特有的现象。教学重点：衍射现象及产生明显衍射现象的条件。教学难点：波的叠加原理及干涉现象。目标一：波的衍射观看图片，提出问题：在水塘里，当微风激起的水波遇到小石、芦苇等障碍物时，波会受到影响吗？若在波的前进方向放一个有孔的屏，会看到什么？波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做_.【探究1】在什么条件下产生明显衍射现象？（1）在水槽里放两块挡板，中间留有一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况。保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。现象：1、 2、结论：1只有在 的现象。2一切波都能发生 。衍射是波特有的现象。3衍射现象总是 （ 存在,不存在）的，只有明显和不明显的差异【探究2】1.为什么能“闻其声不见其人” ？（声波波长在1.7cm-17m之间）2.为什么光波衍射现象不明显？（光波波长在0.4-0.7m之间）例1. 有一障碍物的高度为10m，下列波衍射现象最明显的是（ ）a波长为40m的波 b波长为99m的波c频率为40hz的声波d频率为5000mhz的电磁波（v3.0108ms）目标二：波的干涉1波的叠加：事实表明，几列波相遇时能够保持_运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，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_。2波的干涉：频率_两列波叠加时，使某些区域的振幅_、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_。注意：干涉是波叠加的结果，任意两列机械波都会叠加，但只有满足频率相同，即f1f2时，才能出现稳定的干涉现象。振动加强(减弱)的区域是指质点的振幅大(小)，而不是指振动的位移大(小)，因为位移是在时刻变化的。一切波都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象。但是两列频率不同的波叠加后，加强和减弱不稳定，不能形成干涉图样。3产生干涉的必要条件是，两列波的_必须相同。跟_一样，干涉也是波所_的现象。4两个完全相同的波源产生的干涉，当某点到两波源的路程差等_ 时，振动加强；当某点到两波源的路程差等于_时，振动减弱。理解：加强点和减弱点加强点：振动加强的点振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，也有的时刻位移为零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。减弱点：振动减弱点的振动始终减弱，它位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止的。【典型例题】一、波的叠加【例1】如图1245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，振幅为a2的半个波形b，且f1f2，p为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是()a两列波比较，a波将先到达p点b两列波在p点叠加时，p点的位移最大可达a1a2cb的波峰到达p点时，a的波峰还没有到达pd两列波相遇时，绳上位移可达a1a2的点只有一个，此点在p点的左侧【例2】如图所示，两列相同的波沿一直线相向传播，当它们相遇时，如图所示的波形中可能的是()二、波的干涉【例3】如图1247所示表示两个相干波源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，虚线表示波谷，下列说法正确的是()aa、c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【例4】当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在p点相遇，下列说法正确的是()a质点p的振动始终是加强的b质点p的振幅最大c质点p的位移始终最大d质点p的位移有时为零【例5】如图1248所示是水波干涉示意图，s1、s2是两波源，a、d、b三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是()a质点a一会儿在波峰，一会儿在波谷b质点b一会儿在波峰，一会儿在波谷c质点c一会儿在波峰，一会儿在波谷d质点d一会儿在波峰，一会儿在波谷【课后练习】1关于波的干涉，以下说法正确的是()a振动加强的质点，位移始终最大b振动加强的质点，两列波引起的分位移，总是方向相同的c加强点的振动，能量始终最大d加强点和减弱点的位置在传播中是随时相互交换的2由两列波叠加，出现稳定的干涉图样，可以确定()a振动加强的区域各质点都在波峰上b振动减弱的区域各质点的位移时刻为零c振动加强和减弱的区域随波推进d振动加强和减弱的区域位置不变3当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在p点相遇，下列说法正确的是()a质点p的振动始终是加强的b质点p的振幅最大c质点p的位移始终最大d质点p的位移有时为零4关于波的干涉现象，下列说法正确的是 ( ) a某些波在一定条件下才有稳定的干涉现象b某些波在任何情况下都有稳定的干涉现象c一切波在一定条件下都有稳定的干涉现象d一切波在任何情况下都有稳定的干涉现象5两列波相遇，发生了稳定的干涉现象，下列说法中正确的是 ( )a加强区和减弱区互相间隔，减弱区的振幅一定为零b加强区的振幅是两列波分别引起的振动的振幅之和c加强区和减弱区的质点的位移都随时间而变化d加强区和减弱区互相交替变化6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a、b、c、d四点，说法中正确的是 ( )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7下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是()a相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强b相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同c在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和d几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰8两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则()a振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大b振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大c振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化d振动加强区域，