波的干涉衍射专题

1、波的干涉衍射专题一、波的叠加（1）波的独立性原理：儿列波相遇后仍保持它们原有的特性（频率、波长、振幅、传播方向）不变，互不干扰。（2）波的叠加原理在相遇区域内，介质任一点的振动为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。二、波的干涉（1）波的干涉频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强 和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫做波的干涉图样。（2）发生干涉的条件（相干波源）两列波频率相同；两列波振动方向相同两列波有恒定的相位差。（一般相干波源选择相位差为零，即两列波的起振情况完全相 同）（3）波的干涉与叠加的关系干涉是一种特殊的叠加。

2、任何两列波都可以进行叠加，但波的干涉需要相干光源。干涉 是波特有的现象。（4）加强区和减弱区的条件振动加强点：该点到两个波源的波程差是波长的整数倍；振动减弱点：该点到两个波源的波程差是半波长的奇数倍。在两列波发生干涉时，在干涉区域内，振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。三、波的衍射（1）波的衍射现象波绕过障碍物继续传播的现象，叫做波的衍射。（2）发生明显波的衍射的条件发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。波的衍 射现象是波所特有的现象。（3）生活中的衍射现象声音传播中的“隔墙有耳”现象；在房间中可以接受到收音机和电视信号，是电磁波的 衍射现象。寻找足迹：波的干

3、涉衍射的相关问题题型一：波的相遇与叠加 例1. （）如下图，一根长橡皮绳上波峰A向右传播，波谷8向左传播，波速大小 相同，它们的波形是上线的对称的，当它们完全相遇时，质点。、c、d的运动方向是（）.ABb c /d ba、b向下，c、d向上a、d静止，/?向下，。向上a、人向上，c、d向下a、b、c、d都静止例2. () (2011上海高考)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s,两波源分别位于A、B处，U0时的波形如下图。当仁2.5s时，M点的位移为 cm, N点的位移为v a cm例3. () (2009上海高考)A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如下图，已 知波的传播速

4、度为u,图中标尺每格长度为/。在图中画出又经过时的波形。M*例4. () (2008上海高考)有两列简谐横波。、人在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为u=2.5m/s。在r=0时两列波的波峰正好在x=2.5m处重合，如下图。(1)求两列波的周期Ta和Tbo(2)求E=0时、两列波的波峰重合处的所有位置。(3)辨析题：分析并判断在/=0时是否存在两列波的波谷重合处。某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。你认为该同学的分析正确吗？假设正确，求出这些点的位置。假设不正确，指出错误处并通 过

5、计算说明理由。A*m0.5L0Z.5/2.0 2.5 3,03.小试牛刀：如下图，两列简谐横波分别沿X轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x=-0.2m和x=2m处，两列波的速度均为v=0.4m/s,两列波的振幅均为A=2cm.图示为/=0时刻两列波的图象（传播方向如下图），此刻平衡位置处于x=0.2m和40.8m的P、。两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5m处,A.仁心时刻，质点M的位移为-4cmB. Uis时刻，质点M的位移为4cmC.仁0.75s时刻，质点P、。都运动到M点D.质点P、。的起振方向都沿y轴正方向关于各质点运动情况判断正确的选项是（）v y/cmv题型二：波的

6、干涉例5. （） （2005上海高考）如下图，实线表示两个相干波源$、S2发出的 波的波峰位置，那么图中的 点为振动加强点的位置.图中的 点为振动减弱点的位置.例6. （）消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各 种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型 消声器的结构及气流运行如下图.产生的波长为X的声波沿水平管道自左向右传播，在声 波到达。处时，分成两束相干波，它们分别通过门和r2的路程，再在匕处相遇，产号7 削弱噪声的目的.假设-小那么等于（）匚 二A.波长A的整数倍B.波长2的奇数倍一I ! TOC o 1-5 h z C

7、.半波长的奇数倍D.半波长的偶数倍一I例7. （） （2002上海高考）如下图，&、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源， 振幅为A, 、b、c三点分别位于N、S2连线的中垂线上，且帅=尻.某时刻是两列波的 波峰相遇点，。是两列波的波谷相遇点，那么 （）A.。处质点的位移始终为2AB.c处质点的位移始终为一2A电C. h处质点的振幅为2AC. h处质点的振幅为2AD.c处质点的振幅为2A例8.（*）（2012闵行二模）如下图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,质点M的平衡位置为户0.2m。那么以下说法中正确的选项是（）（A）这两列波发生干涉现象，且质点M振动始终减弱（B）由图示时刻

8、开始，再经过1/4的甲波周期，M将位于波峰（C）因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比拟（D）甲波的速度力与乙波的速度以一样大小试牛刀：（2011上海高考）两波源吊、S2在水槽中形成的波形如下图，其 中实线表示波峰，虚线表示波谷，那么 （A）在两波相遇的区域中会产生干涉（B）在两波相遇的区域中不会产生干涉（C）4点的振动始终加强（D）点的振动始终减弱题型三：波的衍射例9. （） （2010上海高考）声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为（）（A）声波是纵波，光波是横波 （B）声波振幅大，光波振幅小（C）声波波长较长，光波波长较短（D）声波波速较小，光波波速很大例10. （

9、） （2012奉贤二模）利用发波水槽观察波的衍射现象时，如下图，虚线表示波谷，实线表示波峰，那么以下说法正确的选项是（）（A）能在挡板后面观察到明显的衍射现象（B）缩小挡板间距可以使衍射现象更明显（C）增大波源频率可以使衍射现象更明显（D）衍射现象是以原来波的中心为中心继续延伸到挡板后面的“阴影”里例11. （） （2012徐汇、金山、松江二模）如下图，O是水面上一波源，实线 和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔。假设不考虑波的反射因素, 那么经过足够长的时间后，水面上的波将分布于（）（A）整个区域（B）阴影I以外区域（C）阴影n以外区域 （D）阴影n和ni以外的区域小试牛刀：

10、（2011嘉定一模）如右图所示，为 水中两个振动情况完全相同的波源所形成 的图样，这是水面波的 现象；以下图中的A、B、C是不同频率的水面波通 过相同的小孔所能到达区域的示意图，那么 其中水波的频率最大的是 图。常见分析方法：波的叠加、干涉和衍射的相关注意点（1）要解决某点波的叠加后的波形和振动情况，还是先要单独看一列波在该点的振动情况，再进行叠加，振动方向相同即为加强点，振动方向相反那么为减弱 点，位移叠加用代数和。（2）波的干涉要注意发生干涉的条件，还要注意产生加强点和减弱点要满足的 条件，确定加强区和减弱区的位置；波的衍射要注意产生明显衍射的条件。1.()如下图，沿x轴正方向传播的一列简

11、谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,以下说法中不正确的选项是()八 y/cm200-20 A.图示时刻质点匕的加速度正在减小B,从图示时刻开始，经过0.01s,质点。通过的路程为0.4mC.假设此波遇到另一波并发生稳定干涉现象，那么该波所遇到的波的频率为50HzD.假设发生明显衍射现象，那么该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定小于4m图a图b图a图b()利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，那么 ( )(A)图a、b均显示了波的干涉现象(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

12、() 一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为()A、水波的波长增大B、水波的周期增大 C、水波的频率减小D、水波的振幅减小()波速均为白L2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如下图，其中P、。处的质点均处于波峰。关于这两列波，以下说法中正确 的是()A.如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样B.甲波的周期大于乙波的周期C.甲波中P处质点比M处质点先回到平衡位置D.从图示时刻开始，经过1.0s, P、。质点通过的路程均为1.2m()两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。

13、某时刻两列波在如下图区域相遇，那么()(A)在相遇区域会发生干涉现象(B)平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零(C)平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y20cm(D)从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m 处的质点的位移()在同一介质中两列横波沿x轴相向传播，波源分别位于汨=0和X2=L4m处, 波速均为0.4m/s,振幅均为2cm。如下图为/=。时刻两列波的图像，此刻P、Q两质点恰 好开始振动。以下说法中正确的选项是() ky/cm TOC o 1-5 h z z=0.75s时，两列波恰好相遇八一/=l.5s时，P点的位移为。(C)两列波相遇后，M点的振幅为4cm(D)，=L

14、25s时，N点在平衡位置下方r()如下图，波源Si在绳的左端发出频率为力、振幅为4=2A的半个波形a, 同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为我、振幅为A2=A的半个波形b,力=, P为两个 波源连线的中点，那么以下说法中正确的有()A.两列波同时到达P点B.两个波源的起振方向相同C.两列波在P点叠加时P点的位移最大可达3Aa ZA 太D.两列波相遇时，绳上位移可达3A的点只有一个，此点在P点的左Sl / P / b S2()波源S和S2同时开始振动且两波源的起振方向相同，两波源产生的简谐横 波沿X轴相向传播。频率均为4Hz,波速为4m/s。分别置于均匀介质中X轴上的0、A两点 处，0点坐标A

15、点坐标x=2m,如下图。那么在0A连线上()A. x=0.25m处，合振动振幅最小B. x=lm处，合振动振幅最大C. x=1.25m处，合振动振幅最小D. x=1.75m处，合振动振幅最大()传输无线电广播信号的电磁波波长为550米，而传输电视信号的电磁波波长 为0.566米，它们中频率较高的是 信号，在山区中传播时 信号更不易受山坡阻挡。()如下图，圆环形的充气气囊平放在水平的玻璃板上，下边与玻璃板密闭接触且内部装水，当用手有节奏的拍打气囊时，形成的圆环形水波由边缘向中心o点传播，那么水面上(选填 水波一)1)一气囊 能或“不能”)观察到水波的干涉现象.水波叠加的结果使o点的振动(选填“加强”、“