高中物理 24 波的干涉衍射教案 粤教版选修3-4.doc

波的干涉衍射 学案例1在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05ms，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为 A10cm B5cmCd1cmDd1cm分析在水槽中激发的水波波长为要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长答 D讨 论波传到小孔时，小孔仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播方向的衍射现象例2 图5-60中S1、S2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷则对a、b、c三点振动情况的下列判断中，正确的是 Ab处振动永远互相减弱Ba处永远是波峰与波峰相遇Cb处在这时刻是波谷与波谷相遇Dc处的振动永远互相减弱分析b处此刻是波谷和波谷相遇，位移为负的最大值，振动也是加强A错，C正确a处此刻是波峰与波峰相遇，过半周期后变成波谷与波谷相遇，始终是振动加强的点，并非永远是波峰与波峰相遇的点B错c处此刻是峰、谷相遇，过半周期后仍是峰、谷相遇，它的振动永远互相减弱D正确答 C、D说明 两相干波的叠加区域，凡波峰与波峰相遇的点或波谷与波谷相遇的点，都是振动加强的点；凡峰、谷相遇的点，都是振动减弱的点讨 论1干涉条件的严格说法是：同一种类的两列波，频率(或波长)相同、相差恒定，在同一平面内振动由于书中不讲相和相差，且限于讨论一维振动的情况，所以只强调“频率相同”这一条件显然，若两波的频率(或波长)不同，在某一时刻峰、峰(或谷、谷)相遇振动加强的点，在另一时刻，不会始终加强，也就不会出现稳定的干涉图样，只是一般的波的叠加现象所以，对干涉的产生必须注意其条件2在两相干波的重叠区域，振动加强或振动减弱的点的位置决定于例3 当两列水波发生干涉时，如果两列波的波谷在P点相遇，下列说法正确的是（）A质点P的振动始是减弱的B质点P的振幅最大C质点P的位移始终最小D质点P的位移有时为零分析与解两列波的波谷在P点相遇，振动方向相同，振动应加强，故B、D正确点评：波发生干涉时，振动加强的区域或振动减弱的区域，始终是振动加强或振动减弱例4. 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位移大 解析：根据波的叠加和干涉的概念可知，只要两列波相遇就会叠加，但如果两列波的频率不同，在叠加区域就没有稳定的干涉图样，选项A错。 发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点，选项B错。 因为某质点振动加强仅是振幅加大，但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻，所以选项C正确，选项D错误。 正确答案为C。例5. 两个振动情况完全相同的波源S1、S2产生的波叠加，某时刻形成的干涉图样如图所示，实线表示波峰、虚线表示波谷。在a、b、c三个点里，振动加强的点是_，振动减弱的点是_。从该时刻起，经过1/4周期，它们中振动减弱的点是_，振动加强的点是_。 解析：b点是波峰与波峰相遇的点，振动加强；a点和c点是波峰与波谷相遇的点，振动减弱。再经过1/4周期，b点为平衡位置相遇的点，但两列波引起的振动方向相同，故振动仍为加强。此时位移为零，但振幅增大；a、c点也为平衡位置相遇点，其振动位移为零，但两列波引起的振动方向相反，故振动减弱。即：产生干涉时，加强点振动总加强，减弱点振动总减弱。 例6. 如图所示，在广场的中心O和半径为45m的圆周上A点，各放置一个完全相同的声源，两声源同时发出频率、振幅都相同的声波，已知频率为34Hz，波速为340m/s，有一人从圆周上B点（A、O、B在一直线上）出发，逆时针沿圆弧走