高中物理2.3《波的干涉和衍射》学案1(鲁科版选修3-4)

1、2 3 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

2、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

3、）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20Hz 20 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

4、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

5、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1 在绳的左端发出频率为 f1、振幅为 A1 的半个波形 a，、如图所示，波源6S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，f1 2，P 为<f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S1