2020高中物理 12.4 波的干涉和衍射学案 新人教版选修3-4

1、12.412.4 波的干涉和衍射波的干涉和衍射 学案学案 课前预习学案 一、预习目标 通过预习对比光的反射和折射，用类比分析的方法认识波的反射和折射 二、预习内容 1.回忆初中学过的光的反射和折射，用图形表示一下。 2.几个概念：波线和波面。 3.惠更斯原理的内容是什么？ 4.波的反射和折射遵循什么样的规律？ 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点疑惑内容 课内探究学案 一、学习目标 1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。 2、知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与 入射波相同。 3、知道波发生折射是由于波在

2、不同的介质中速度不同，知道折射角与入射角 的关系。 二、学习过程 合作探究： （二） 惠更斯原 （一）（一）（一） 、波动中的几个概念、波动中的几个概念、波动中的几个概念 1 1 1. . . .波线波线波线波线 波的传播方向为波线。波的传播方向为波线。 2 2 2. . . .波面波面波面波面 振动相位相同的各点组成的曲面。振动相位相同的各点组成的曲面。 3 3 3. . . .波前波前波前波前 某一时刻波动所达到最前方的各点某一时刻波动所达到最前方的各点所连所连 成的曲面。成的曲面。 所连成的曲面。所连成的曲面。 波线波线波线波线 平面波平面波 球面波球面波 波波波波 前前前前 波面波面波

3、面波面 波波波波 前前前前 1. 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时 刻，这些子波的包络就是新的波前. 2.根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面就可以用几何做图法确定下一 时刻的波阵面。因此这一原理又就惠更斯作图法，它在很大程度上解决了波的传播 方向问题。 (四)当堂检测 1一质点作简谐运动，其位移 x 与时间 t 的关系曲线如图 71 所示由图可知， 在 t =4s 时，质点的 ( ) A速度为正的最大值，加速度为零 B速度为负的最大值，加速度为零 平平 面面 波波 球球 面面 波波 N 界面界面 R N 界面界面 I i i r L 1）反射线、入射线和

4、界面的法线在同一平面内；反射线、入射线和界面的法线在同一平面内； * 反射定律反射定律 （三）（三）（三） 、波的反射与折射、波的反射与折射、波的反射与折射 当波传播到两种介质的当波传播到两种介质的 分界面时，一部分反射形成分界面时，一部分反射形成 反射波，另一部分进入介质反射波，另一部分进入介质 形成折射波。形成折射波。 2） ii 反射角等于入射角反射角等于入射角 C速度为零，加速度为正的最大值 D速度为零，加速度为负的最大值 2一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图 72 所示，则图 中 a、b、c、d 四点在此时刻具有相同运动方向的是 ( ) Aa 和 c Ba 和 d Cb 和

5、c Db 和 d 3如图 7 - 3 所示，一列横波沿 x 轴传播，实线和虚线分别是 t1时刻和 t2时刻波的图像已知 t2 = t1+1/8s，振动周期是 0.5s，则波的传播方 向与传播距离是 ( ) A向 x 轴正方向，9m B向 x 轴负方向，3m C向 x 轴正方向，3m D向 x 轴负方向，9m 4部队经过桥梁时，规定不许齐步走，主要原因是 ( ) A减轻对桥的压力 B减小对桥的冲量 C避免使桥发生共振 D使桥受到的压力更为均匀 5两列频率相同的波发生干涉时，若两列波的波峰在某质点 P 位置相遇，则有 ( ) A质点 P 的振动始终加强，P 点振幅最大 B质点 P 的振动始终加强，

6、P 点位移始终最大 C质点 P 的振动有时加强，有时减弱，振幅随时间周期性变化 D质点 P 的振动有时加强，有时减弱，因为 P 点的位移随时间作周期性变化 6关于波的干涉和衍射，下列说法中正确的是 ( ) A只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉 B只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样 C只要是波，都能产生衍射 D波长很小的波可以产生衍射，不能产生干涉 7.如图 7 - 4 所示，弹簧振子以 O 点为平衡位置，在 A、B 间作简谐 运动，A、B 间距为 10cm振子从 O 点运动到 P 点历时 0.2s，经 A 点再回到 P 点又历时 0.4s 下列说法正确的是 ( ) A.它的振幅为 1

7、0cm B它的周期为 1.6s C它的频率为 0.5Hz D它由 P 点经 O 点运动到 B 历时 0.8s 8有一列沿水平绳传播的简谐横波，频率为 10Hz。振动方向沿竖直方向，当绳上 的质点 P 到达其平衡位置且向下运动时，在其右方相距 0.6m 处的质点 Q 刚好到 达最高点，由此可知波速和传播方向可能是 ( ) A8ms，向右传播 B8 ms，向左传播 C24 ms，向右传播 D.24 m /s向左传播 课后练习与提高 9已知一列简谐波在 x 轴上传播，原点 O 的振动图线如图 75(a)所示，t 时刻的 波形图线如图 75(b)所示，则 t=t+0.5s 时刻的波形图线可能是图 76 中的 ( ) 10如图 77 所示，光滑圆槽的半径 R 远大于小球运动的弧长，今有两个小球 （可视为质点）同时由静上释放，其中 A 球开始时离圆槽最低点 O 较远些， 则它们第一次相碰的地点在 ( ) AO 点 BO 点偏左 CO 点偏右 D无法判断 11一列简谐横波在图 78 中沿 x 轴传播，a、b 是其中相距为 0.3m 的两点.在某 时刻,a 质点位于平衡位置向上运动,b 质点恰好运动到下方最大位移处,已知横波 的传播度为 60m/s,波长大于 0.3m ( ) A. 该波沿负 x 轴方向传播，则频率为 150