第十二章第4节《波的衍射和干涉》导学案

1、第十二章第 4 节 波的衍射和干涉导学案第1课时波的衍射班级：编写人：周博凯审核人：高二物理组组号：姓名：教师评价：编写时间：2015-3-26【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知道衍射现象是波特有的现象。【学习重难点】理解发生明显衍射现象的条件【学习过程】问题 1：什么叫 波的衍射？问题 2：【观察实验】总结发生明显衍射现象的条件：（ 1）保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，水波的传播情况有什么变化？结论：（ 2）保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，观察波的传播情况有什么变化？结论：【总结】发生明显衍射现象的条件：。

2、说明：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象.波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新的波源，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的衍射现象.当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出， 但由于衍射波的能量很弱， 衍射现象不容易观察到 .问题 3：“只闻其声，不见其人”的现象同学们都听过，你能说出其中的原因吗？（通过计算说明）问题 4：光也是一种波，为什么通常情况下我们看不到光的衍射现象？【知识应用】1. 下列关于波的衍

3、射的说法正确的是（）A. 衍射是一切波特有的现象B. 对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D. 声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大2. 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（）A l0cmB 5cmC dlcmD d1cm3. 一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况能使衍射现象更明显？（）A 增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B 增大障碍物尺寸，同时减小波的频率C缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率D 缩小障

4、碍物尺寸，同时减小波的频率【课堂小结】【当堂检测】1. 以下关于波的衍射说法正确的是（）A. 波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象；B. 当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象；C. 当孔的尺寸比波长小时，会发生明显的衍射现象；D. 通常的讲话产生的声波，经过尺寸为 1m左右的障碍物时会发生明显的衍射现象。2.如图所示为观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板， AB 是一个孔， O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长.则关于波经过孔后的传播情况，下列描述中正确的是（）A. 此时能明显地观察到波的衍射现象B.

5、挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D. 如果孔的大小不变，波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象3. 如图，挡板 M是固定的，挡板 N 可以上下移动。现在把 M、 N 两块挡板中的空隙当做一个小孔做水波的衍射实验，出现了图示的图样， P 点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到 P 点，可以采用什么办法？【课后反思】第十二章第 4 节 波的衍射和干涉导学案2编写人：周博凯审核人：高二物理组编写时间： 2015-3-26班级：组号：姓名：教师评价：【学习目标】1了解波的独立传播特性和波的叠加原理；2通过实验，认识波的干涉现象和波的干涉图样；3知道波发生

6、明显干涉现象的必要条件；4知道干涉现象是波所特有的现象，是波叠加的结果。【学习重难点】对稳定的波的干涉图样的理解【学习过程】知识点一：波的叠加问题 1：观察演示实验，两列绳波相遇时，会发生什么现象呢？相遇区域的质点振动幅度。问题 2：两列波相遇后，波的传播情况又怎样？问题 3：几列波相遇时，在它们重叠区域的质点将做怎样的运动？质点的位移如何计算？【知识应用】1. 如图所示， 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()知识点二：波的衍射问题 4：观看演示实验， 两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？怎样解释上面观察到的现象呢？（看课本P34

7、，完成导学案上问题 5-问题 9）问题 5：下图中 S12是两个振动频率和相位都相同的波源，振幅分别为12，已经在、 SA 、 A图中黑色半圆表示出了某一时刻S1、 S2 的波峰位置， B 点为两列波的波峰与波峰的某一个相遇点，请用红笔分别画出两列波的波谷位置。标出一个波谷与波谷相遇的位置，记为 A 点，标出一个波峰与波谷相遇的位置，记为 C 点。问题 6：分析 B 点的振动情况。某一时刻，两列波的波峰与波峰在B 点相遇，也就是说两列波在B 点引起的振动的相位相同，那么经过半个周期，一定是与在这里相遇。质点向上的位移最大，等于两列波的。波谷与波谷相遇时，质点的位移尽管是，但也是，也等于两列波的

8、。又由于两列波在这点的相位差，因此，在这一点，两列波引起的振动总是相互加强的，质点振动的振幅最大，等于。请思考，若再经过四分之一周期，一定是两列波的和相遇，可见虽然B 点的振幅最大，但某一时刻的位移仍然可能为。问题 7：分析 A 点的振动情况。某一时刻，两列波的波谷与波谷在A 点相遇，也就是说两列波在A 点引起的振动的相位相同，那么经过半个周期，一定是与在这里相遇。可见质点A 的振动情况与质点B 点的振动情况刚好相反，在A 点，两列波引起的振动也总是相互加强。问题 8： A 点和 B 点以及其他振动加强点有什么共同的规律？以 A 点为例， A 点到波源 S1 的距离 X1 与波长的关系： X1

9、=；A 点到波源 S2 的距离 X2 与波长的关系： X2=；A 点到两波源的距离之差x（波程差）与波长关：x=。问题 9：分析 C点的振动情况。某一时刻， 两列波的波峰与波谷在 C 点相遇，也就是说两列波在 C 点引起的振动的相位相反，相互削弱；经过半个周期，变成与在这里相遇，两列波在这点引起的振动仍然相互削弱。又由于两列波在这点的相位差，所以它们在这一点引起的振动总是相互削弱的，质点振动的振幅最小，等于。如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于。问题 10： C点以及其他振动减弱点有什么共同的规律？以 C 点为例， C 点到波源 S1 的距离 X1 与波长的关系 （可能不是波长的整数倍，

10、 用“整 +零”的方式表示） ：X1=；C 点到波源 S2 的距离 X2 与波长的关系： X2=；C 点到两波源的距离之差x（波程差）与波长关：x=。问题 11：什么叫做波的干涉？形成稳定干涉图样的必要条件是什么？注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，两列波相遇是都会进行叠加，但不一定都产生干涉现象，一切波都能 发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。【知识应用】2.关于波的干涉，下列说法正确的是（）A两列波相遇时，可以相互穿过继续传播，只在重叠区域发生叠加B两列波叠加区域的任何介质质点的实际位移是两列波单独引起位移的矢量和C两列波相遇时,一列波对另一列的影响叫干涉D干涉是特殊条件下叠加现象，两个

11、频率相同的波源振动产生的波可能发生干涉象E两列波发生稳定的干涉现象时，某一位置某时刻是振动加强区，一个周期后变为振动减弱区F干涉是波所特的的现象，不是波就不会发生干涉3.两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时刻，P 点处恰好两列波的波峰相遇，Q 点处两列波的波谷相遇，则（）A P 点的振幅最大，Q 点的振幅最小B P、Q 两点的振幅都是原两列波的振幅之和C P、 Q 两点的振动周期同DP、Q 两点始终处在最大位移处和最小位移处4.如图所示， S1、 S2 是两个频率相等的波源，它们在同一种介质中传播，以S1、 S2 为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）则以下说

12、法正确的是：（）A质点 A 是振动加强点B质点 D 是振动减弱点C再过半周期，质点B、 C 是振动加强D质点 A 始终处于最大位移【课堂小结】1.波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，质点振动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：相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常叫。3.产生稳定干涉图样的条件：（ 1）两列波的相同； （2）两个波源的必须保持不变。4.一切波都能发生干涉，干涉也是波所特有的现象。【重点突破】波叠加时，如何判断振动加强或减弱区？同一均匀介质内两列相干波叠加，某质点的振

13、动是加强还是减弱，取决于该点到两波源的距离之差 x（波程差）与波长关系.（ 1）当两相干波源振动步调一致时，若 x=k（k=0,1,2, ），则该点为振动加强点；若 x=（ 2k+1 ） /2, (k=0,1,2, ),则该点为振动减弱点 .（ 2）当两相干波源振动步调完全相反时，若 x=k（k=0,1,2, ），则该点为振动减弱点；若 x=（ 2k+1 ） /2(k=0,1,2, ) ，则该点为振动加强点 .注意：判断质点是振动加强还是减弱时，首先要明确两波源的振动是同相还是反相振动加强的质点始终加强，减弱的始终减弱.在干涉图样上波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇处一定是加强的，并且用一条直线将

14、以减弱点用直线连接起来，直线上的点都是减弱的.加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点振幅之间.（ 2）如果频率相同的发生干涉的两列波振幅分别为A 1 和 A 2，对于振动加强点，其振幅A=A 1+A 2，对于振动减弱点，其振幅A= A 1-A 2，因位移是随时间变化的，任意一个点.的位移都可能为零，故加强点和减弱点位移大小关系无法比较【当堂检测】.1.当两列水波发生干涉时，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02.关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是（

15、）A.任意两列波都能产生稳定干涉现象B.发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷D.在振动加强的区域，有时质点的位移等于零3、下列关于波的衍射图象正确的是（）4、如图所示， S 为波源， MN为两块挡板，其中M固定， N 板可上下移动，两板中间有一块缝，此时测得 A 点没有发生振动，为了使 A 点能振动起来，可采取的方法是（ ）A、增大波源的频率B、减小波源的频率C、将 N 板上移一些D、将 N 板下移一些5、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（）A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C

16、、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，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰6、两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则（）A、振动加强的质点，始终处于最大位移处B、振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱的质点的位移C、波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强D、波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱7、如图所示， A、B 为两个完全相同的相干波源，它们产生的两列波在的 P 点相遇时，则（）A、 P 点振动始终加强AB连线的中垂线上B、 P 点振动有时加强，有时减弱C、 P 点位移始终等于振幅D、 P 点位移有时为零8、频率相同的两列波发生干涉

17、现象时，有（）A、某一点如果是两列波的波峰与波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇B、某一点如果是两列波的波谷与波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波谷相遇C、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是两列波的波谷相遇D、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇9、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

18、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C、 a 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10、如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s 和 0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）A C、 E 两点都保持静止不动B图示时刻A、 B 两点的竖直高度差为20cm

19、C图示时刻C 点正处于平衡位置且向水面上运动D从图示的时刻起经0.25s ，B点通过的路程为20cm11、在同一均匀介质中有S1、S2 两个波源，这两个波源的频率相同。S1、 S2 相距两个波长，B 点为 S1S2 直线的中点，今以 B 为圆心以 R为半径画圆，问在该圆周上（ S1、S2 两点除外）共有几个振动加强点？1下列现象或事实属于衍射现象的是()A风从窗户吹进来B雪堆积在背风的屋后C水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响D晚上看到水中月亮的倒影2 (2 012潍城区质检) 利用发波水槽得到的水面波形如图a、 b 所示，则()A图 a、 b 均显示了波的干涉现象

20、B图 a、 b 均显示了波的衍射现象C图 a 显示了波的干涉现象，图b 显示了波的衍射现象D图 a 显示了波的衍射现象，图b 显示了波的干涉现象3 ( 新建高二检测) 已知空气中的声速为340m/s 。现有几种声波：周期为1/20s ，频4象的是()A和 B和C和 D都可以4下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是 ( ) A相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B相遇后，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5如图中S1、S2 是两个相干波源，由它们发出的波相互叠

21、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()A b 处的振动永远互相减弱B a 处永远是波峰与波峰相遇C b 处在这时刻是波谷与波谷相遇D c 处的振动永远互相减弱6(2011 惠州高二检测) 在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为 5Hz，水波在水槽中传播速度为应为多少米？1一列水波通过某孔的实际情况如图0.05m/s ，为使实验效果更明显，使用的小孔直径(1) 所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变d大，水波通过孔后的假想情况如图(2) 四幅图所示，其假想错误的图示有()2两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波 如图(甲)，在相遇的某一时刻 如图( 乙)两列波“消失”，此时图中a、b 质点的振动方向是()A a 向上， b 向下 B a 向下， b 向上C a、 b 都静止 D a、 b 都向上t 0 时刻的叠加情况，图中3(2010 成都市高二调研 ) 如