2.5波的干涉、衍射-2.6多普勒效应 学案(2020年教科版高中物理选修3-4)
2.5波的干涉、衍射-2.6多普勒效应学案
（2020年教科版高中物理选修3-4）
5波的干涉波的干涉..衍射衍射6多普勒效应多普勒效应学科素养与目标要求物理观念
1.理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.
2.理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果.
3.知道形成稳定干涉图样的条件.
4.了解多普勒效应.科学思维
1.掌握波的干涉图样的特点，会寻找振动加强点.振动减弱点.
2.能运用多普勒效应解释一些物理现象.科学探究
1.通过水波的衍射.干涉实验，了解衍射.干涉现象，知道其特点和发生的条件.
2.通过水波的多普勒效应实验，让学生了解多普勒效应的特点.科学态度与责任在实验过程中很好地保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点.
一.波的叠加原理
1.波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和.
2.理解1如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰.波谷与波谷相遇处，则振动加强填“加强”或“减弱”，合振幅将增大
填“增大”“不变”或“减小”.2如果质点处于波峰与波谷相遇处，则振动减弱填“加强”或“减弱”，合振幅减小填“增
大”“不变”或“减小”.
二.波的干涉现象
1.波的干涉频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔.位置保持不变.这种稳定的叠加现象图样叫做波的干涉.
2.产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同.
3.波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加.一切波只要满足一定条件都能发生干涉现象.
三.波的衍射现象
1.波的衍射波能够绕到障碍物的后面传播的现象.
2.波发生明显衍射现象的条件当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时，就能看到明显的衍射现象.
3.波的衍射的普遍性一切波都可发生衍射现象.
四.多普勒效应及其应用
1.定义当观测者和波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同.
2.成因1波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同.2当观测者与
波源两者相互靠近时，观测者在单位时间内接收到的完整波的数目增多，接收到的频率将大于波源振动的频率.3当观测者与波源两者相互远离时，观测者在单位时间内接收到的完整波的数目减少，接收到的频率将小于波源振动的频率.
3.应用1测量心脏血流速度；2测定人造卫星位置的变化；3测定流体的流速；4检查车速；5判断遥远的天体相对于地球的运动速度.
1.判断下列说法的正误.1只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象.2敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象.3只有频率相同的两列波才可以叠加.4当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应.
2.两个频率.振动方向.初始相位均相同的波源S
1.S2，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图1所示的干涉图样，图样中两波源S
1.S2同时为波谷实线表示波峰，虚线表示波谷，在图中标有
A.
B.C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________.图1答案
A.BC解析由题图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点.
一.波的叠加1两个同学分别抓住绳子的两端，各自抖动一下，绳上产生两列凸起且相向传播的波，两列波相遇后是否还保持原来的运动状态继续传播2当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同这种声音是否受到了其他乐器的影响答案1两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播，并没有受到另一列波的影响.2相同，没有受到其他乐器的影响.
1.波的独立传播特性几列波相遇时各自的波长.频率等运动特征，不受其他波的影响.
2.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引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.例1多选如图2所示，波源S1在绳的左端发出频率为f
1.振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f
2.振幅为A2的半个波形b，且f1f2，P为两个波源连线的中点.已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定.下列说法正确的是图2
A.两列波相比，a波将先到达P点
B.两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1A2
C.b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点
D.两列波相遇时，绳上位移可达A1A2的点只有一个，此点在P点的左侧答案CD解析因两列波波速相等，故两列波能同时到达P点，A错误；因f12，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应相遇在P点左侧，此位置对应的位移为
A1A2，位移最大，综上所述，B错误，
C.D正确.
二.波的干涉如图所示，与振动发生器相连的两个小球，在振动发生器的带动下上下振动，形成两个振动频率和振动步调相同的波源，在水面上形成两列步调.频率相同的波，两列波在水面上相遇时，能观察到什么现象如果改变其中一个小球振动的快慢，还会形成这种现象吗答案在水面上出现一条条从两个波源伸展开的相对平静的区域和剧烈振动的区域.改变其中一个小球振动的快慢，这种现象将消失.
1.发生干涉的条件1两列波的频率相同；2相位差恒定.
2.产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显.
3.干涉图样及其特点1干涉图样如图3所示.图32特点加强区和减弱区的位置固定不变.加强区始终加强，减弱区始终减弱加强区与减弱区不随时间变化.加强区与减弱区互相间隔.
4.振动加强点和振动减弱点1振动加强点振动的振幅等于两列波振幅之和，AA1A
2.2振动减弱点振动的振幅等于两列波振幅之差，A|A1A2|.3振动加强点和振动减弱点的判断条件判断法振动频率相同.振动情况完全相同的两列波叠加时，设点到两波源的路程差为x，当
x|x2x1|kk0,1,2时为振动加强点；当x|x2x1|2k12k0,1,2时为振动减弱点.若两波源振动步调相反，则上述结论相反.现象判断法若某点是波峰与波峰或波谷与波谷相遇，该点为振动加强点，若是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点.4振动加强点和振动减弱点始终保持与波源同频率振动，其振幅不变振动减弱点的振幅可能为零，其位移随时间变化处于振动减弱点且两列波的合振幅为零的情况除外.例2如图4所示，S
1.S2是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷.若两列波的振幅均保持5cm不变，关于图中所标的a.b.c.d四点，下列说法中正确的是图4
A.d点始终保持静止不动
B.图示时刻c点的位移为零
C.b点振动始终加强，c点振动始终减弱
D.图示时刻，b.c两点的竖直高度差为10cm
E.a点振动介于加强点和减弱点之间答案A解析d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确；b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是
5cm，则b点相对平衡位置高10cm，而c点是波谷与波谷相遇，则
c点相对平衡位置低10cm，所以b.c两点的竖直高度差为20cm，故
B.
C.D错误；a点位于加强点的连线上，仍为加强点，E错误.例3xx全国卷如图5a，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S10,4和S20，
2.两波源的振动图线分别如图b和图c所示.两列波的波速均为
1.00m/s.两列波从波源传播到点A8，2的路程差为______m，两列波引起的点B4,1处质点的振动相互_____填“加强”或“减弱”，点C0,0.5处质点的振动相互____填“加强”或“减弱”.图5答案2减弱加强解析由几何关系可知两波源到A点的距离为AS110m，AS28m，所以两波的路程差为2m；同理可得，BS1BS20，为波长的整数倍，由振动图像知两振源振动方向相反，故B点振动减弱；两波源到C点的路程差为xCS1CS21m，波长vT2m，所以C 点振动加强.
三.波的衍射如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播.思考下列问题1水波遇到小孔时，会观察到什么现象逐渐减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化2当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象当障碍物较小时，
会观察到什么现象答案1水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显.2当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传播.
1.发生明显衍射的条件衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件.
2.波的衍射实质分析波传到小孔障碍物时，小孔障碍物仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔障碍物后传播，就偏离了直线方向.波的直线传播只是在衍射现象不明显时的近似情况.例4多选如图6所示是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的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是图6
A.此时能观察到波明显的衍射现象
B.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，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象答案ABC解析由题图可知孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，故选项A对；因波的传播速度不变，频
率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距离应相等，故选项B 对；若将孔AB扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到明显的衍射现象，故选项C对；若f增大，由vf，知变小，衍射现象变得不明显了，故选项D错.
四.多普勒效应警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化.思考下列问题1你听到警笛的音调有何不同2实际上警笛的音调会变化吗3听到音调发生变化的原因是什么答案1警车驶来时，音调变高；警车远离时音调变低.2实际上警笛的音调不会变化.3警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调发生变化.对多普勒效应的理解
1.多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应.
2.发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率.
3.多普勒效应产生的原因分析1相对位置变化与频率的关系规律相对位置图示结论波源S和观察者A相对静止，如图所示f 观察者f波源音调不变波源S不动，观察者A运动，由AB或AC，如图所示若靠近波源，由AB，则f观察者f波源，音调变高；若远离波源，由AC，则f观察者f波源音调变高2成因归纳根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者
之间发生了相对运动且两者间距发生变化.例5关于多普勒效应，下列说法中正确的是
A.发生多普勒效应时，波源频率发生了变化
B.要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C.火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
D.只有声波才能发生多普勒效应答案B解析发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化，故A错误，B正确；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故C错误；所有波都能发生多普勒效应，故D错误.学科素养例5这道题判断是不是发生了多普勒效应.首先确定波源与观察者间距是否发生了变化.当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变.意在考查学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”的学科素养.针对训练xx盐城市高二检测装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波.当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比
A.频率不变，波速变小
B.波速不变，频率变小
C.频率不变，波速变大
D.波速不变，频率变大答案D解析波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正确，
A.
B.C错误.
1.波的叠加多选两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以
1.0m/s的速率沿同一直线相向传播，t0时刻的波形如图7所示，图中小方格的边长为0.1m.则不同时刻的波形正确的是图7答案ABD解析脉冲波在介质中传播，xvt，当t0.3s时，两脉冲波各沿波的传播方向传播0.3m，恰好相遇，故A正确.当
t0.4s.0.5s.0.6s时，两脉冲波各沿波的传播方向传播
0.4m.0.5m.0.6m，由波的叠加原理可知
B.D正确，C错误.
2.波的干涉多选如图8所示为甲.乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播.质点M图中未画出位于x0.2m处，则下列说法正确的是图8
A.这两列波会发生干涉现象
B.M点是振动加强点，所以其位移总是最大
C.此时M点位移为零，故M点是振动减弱点
D.由图示时刻开始，再经过14甲波周期，M点将位于波谷
E.M点将做振幅为30cm的简谐振动答案ADE解析两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由题图可知两列波的波长相等，由vf可知，频率相等，所以两列波能产生干涉，故A正确；质点M是两列波的波峰与波峰相遇处，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，为A20cm10cm30cm，则M点将做振幅为30cm的简谐振动，此时M点位移为零，故
B.C错误，E正确；从题图所示时刻开始，再经过14T，两列波的波谷在M点相遇，所以M点到达波谷，故D正确.
3.波的衍射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，一定能使衍射现象更明显的措施是
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.缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率答案D解析波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由vf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔.缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，D选项正确.
4.对多普勒效应的理解多选一频率为600Hz的声源以20rad/s 的角速度沿一半径为0.80m的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图9所示，下列判断正确的是图9
A.观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600Hz
B.观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600Hz
C.观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600Hz
D.观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600Hz答案AB
波的干涉与衍射教案
波的干涉与衍射教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
波的干涉与衍射 三维目标： 知识与技能： 1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。 2．知道波的干涉现象、干涉图样及波的干涉条件。 3．知道波的衍射现象以及发生明显衍射的条件。 过程与方法: 1．分析相向传播的两列波的传播过程，尤其是相遇区域的质点的振动情况，从中得出波的叠加原理。 2．通过对波的干涉图样的分析，知道振动加强区域和振动减弱区域的特点，从而加深对干涉现象的理解。 情感态度与价值观: 通过共同分析，得出结论，培养学生科学探究能力，用科学的眼光认识世界，激发学生观察和认识周围现象的兴趣，树立良好的世界观、价值观。 教学重点: 1．通过绳子上相向传播的两列波的传播过程,并通过对相遇区域质点的振动分析,认识波的叠加原理。 2．波的干涉概念以及对波的干涉图样中振动加强点和减弱点的分析。 1
3．波的衍射现象及发生明显衍射的条件。 重点难点: 想象波的传播的动态过程，了解波的干涉情景，理解波的干涉的规律和条件。 教学方法: 演示法、讲授法 教学过程 新课教学 一．波的叠加原理： 计算机模拟实验：两列相向传播的机械波相遇。（要求学生注意观察相遇前，相遇时和相遇后波的传播情况。） 1.独立性 几列波相遇时能保持各自的特性（频率、波长、振动方向）继续传播，互不影响。 2.叠加性 在相遇区域内，介质的质点同时参与几列波引起的振动，任一质点的位移是各列波单独存在时在该质点引起位移的矢量和。 引出新问题：如果相向传播的两列波频率相同，则叠加的结果就会出现一种奇特的现象，这就是波的干涉现象。 2
《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案
《波的干涉和衍射》高中物理优秀教案 1、知识与技能 （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； （1）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； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
（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。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。） 实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板， 重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长
相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（参见课本图10-26甲） 在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。（参见课本图10-26乙） 第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。 将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。 通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。
高中物理教案《波的干涉》
《波的干涉》教学设计 一、教材分析 本节课是高中物理第二册第十章第六节的内容,波的干涉和波的衍射是波动所特有的现象.对于干涉和衍射现象的学习能加深对波动本质的认识.对本节课的学习也为后面光的本性的学习打下基础.所以这节课有承上启下的作用.另外在近几年高考的试题中关于波的干涉这个知识点经常出现.因此我认为本课在教学占有很重要的地位. 二、教材知识结构 本教材对波的干涉的讨论分三个层次进行展开教学 (一)通过对实际问题及实验现象的观察定性说明了波的独立传播特性. (二)运用矢量叠加原理分析两列波叠加的情形,得出叠加原理. (三)观察波的干涉实验运用波的独立传播特性和波的叠加原理分析干涉现象,得出两列波发生干涉条件和干涉图样的特点 第(一)(二)两个层次的内容是学习第三个层次内容的辅助知识,不是教学的重点,第三个层次的知识是本节课学习的重点.因为波的干涉图样是一种动态的稳定,稳中有动的现象,这对学生的思维能力及空间想象能力要求较高，因而是教学的重点 二、设计思想 “波的干涉”一节是高一物理教材中学生们感到较难理解的部分，难点在于对波的叠加原理的理解、干涉图样的解释。要突破难点，必须做好实验，“发波水槽实验”显现明显，并运用多媒体课件进行模拟演示可较好地解决这一问题。 教学过程中两处应用到多媒体课件。一是用于表现两个单波在相向而行过程中叠加的情况，波的叠加现象在实验中较难演示，“绳波的叠加实验”中几乎看不到现象。本课采用的“发波水槽实验”观察两个波峰的叠加现象较明显，但波峰与波谷、波谷与波谷的叠加情况则无法看到；此外，波的叠加过程非常快，不便对照讲解，也不能定量地看到叠加过程中每一质点的位移与原来两峰引起位移间的关系。要让同学们对波的叠加现象有一个全面的、准确的认识，就需要借助多媒体课件模拟这一叠加过程。本课中另一处借助多媒体表现了动态
高中物理人教版教学案：第十二章 第4节 波的衍射和干涉
第4节波的衍射和干涉 1.波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 2．发生明显衍射的条件：缝孔的宽度或障碍物的尺 寸跟波长差不多，或者比波长小。 3．波的干涉是指频率相同的两列波叠加，使某些区 域的振幅加大，某些区域的振幅减小。
一、波的衍射 1．定义：波绕过障碍物继续传播的现象。 2．两种衍射现象 (1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图12-4-1甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。 图12-4-1 当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。 (2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。 3．发生明显衍射现象的条件 只有当缝、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。 二、波的叠加
几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。图12-4-2表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。 2．波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。 两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大。(如图12-4-2所示) 两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。(如图12-4-3所示) 图12-4-2图12-4-3 三、波的干涉 1．定义 频率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的现象。 2．稳定干涉条件 (1)两列波的频率必须相同。 (2)两个波源的相位差必须保持不变。 3．干涉的普遍性 一切波都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。
高二物理教案：波的干涉和衍射
高二物理教案：波的干涉和衍射 第三节波的干涉和衍射 三维教学目标 1、知识与技能 （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； （1）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； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 教学重点：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。 教学难点：波的干涉图样 教学方法：实验演示 教学教具：长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉 （一）引入新课 大家都熟悉"闻其声不见其人"的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 （二）进行新课 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。
1.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。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。）实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。 现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板， 重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。（参见课本图10-26甲） 在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了"阴影区"。（参见课本图10-26乙）
大学物理教案 光的干涉、衍射与偏振
教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性，了解光弹性效应、电光 效应和磁光效应。 掌握相位差、光程差的计算，会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双 缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。 掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。 教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。 第十三章 光的干涉 一、光线、光波、光子 在历史上，光学先后被看成“光线”、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =h )，光的波动性就难以显现，在这种情况下，光可以看成“光线”，称为光线光学，。光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。让电磁波的波长趋于零，波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。 二、费马原理 光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即 (,,)0Q P n x y z ds δ=? 三、光的干涉 光矢量(电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。类似于机械波的干涉，光的干涉满足： 222010*********cos()r r E E E E E ??=++- 1020212cos()r r E E ??-称为干涉项，光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为： 12I I I =++ (1-1) 与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有： 1221,cos()0r r I I I ??=+-= 四、 相干光的研究方法 (一)、光程差法 两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。 能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length)。 设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则
高二物理选修3-4导学案
高中物理选修3-4 第十一章机械振动 0 11.1 简谐运动 0 11.2 简谐运动的描述 (2) 11.3 简谐运动的回复力和能量 (3) 11.4 单摆 (5) 11.5 外力作用下的振动 (7) 本章章末小结 (8) 第十二章机械波 (9) 12.1 波的形成和传播 (9) 12.2 波的图像 (10) 12.3 波长、频率和波速 (14) 12.4 波的衍射和干涉 (16) 12.5 多普勒效应 (18) 本章章末小结 (20) 第十三章光 (20) 13.1 光的反射和折射 (20) 13.2 实验测定玻璃的折射率 (21) 13.3 全反射 (25) 13.4 光的干涉 (26) 13.5 实验：用双缝干涉测量光的波长 (29) 本章章末小结 (28) 13.6 光的衍射 (29) 13.7 光的偏振 (30) 13.8 光的颜色色散 (31) 13.9 激光 (33) 高二物理组
第十一章机械振动 11.1 简谐运动 1．下列说法中正确的是( ) A．弹簧振子的运动是简谐运动 B．简谐运动就是指弹簧振子的运动 C．简谐运动是匀变速运动 D．简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种 2．简谐运动是下列哪一种运动( ) A．匀变速运动 B．匀速直线运动 C．非匀变速运动 D．匀加速直线运动 3．如图，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是( ) A．振子的位移在减小 B．振子的运动方向向左 C．振子的位移方向向左 D．振子的位移大小在增大 4．一质点做简谐运动，如图所示，在0.2s到0.3s时间内质点的运动情况是 A．沿负方向运动，且速度不断增大 B．沿负方向运动，且位移不断增大 C．沿正方向运动，且速度不断增大 D．沿正方向运动，且加速度不断减小 5．如图(a)，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图(b)是振子做简谐运动时的位移—时间图象．则关于振子的加速度随时间的变化规律．下列四个图象中正确的是 6．下图为质点P在0～4s内的振动图象，下列叙述正确的是( ) A．再过1s，该质点的位移是正向最大 B．再过1s，该质点的速度方向为正向 C．再过1s，该质点的加速度方向为正向 D．再过1s，该质点的速度最大 7.如图所示，是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象(x－t图)．由图可推断，振 动系统( ) A．在t1和t3时刻具有相同的速度 B．在t3和t4时刻具有相同的速度 C．在t4和t6时刻具有相同的位移 D．在t1和t6时刻具有相同的速度 8、如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：质点在第2s末的位移是多少？质点在第2s内的位移是多少？在前4s内的路程是多少？ 1
第四节 波的干涉和衍射 教学设计
第四节波的干涉和衍射教学设计 青铜峡市高级中学李荣英 学生分析 学生已经学过运动和力等矢量的合成分解，以及振动和波的基础知识；学生在平常的学习和生活中已经接触到过少量的、较复杂的、不明显的干涉现象或类似干涉现象。教学目标 1、知识与技能 （1）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； （2）知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象、干涉图样和波的干涉条件； （3）知道波的衍射现象、干涉现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法：通过实验，培养学生的鉴别能力、观察能力、分析推理能力 3、情感、态度与价值观：通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的 科学态度；通过全对波的叠加与干涉现象的研究，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现实生活的密切关系。 教学重点：波发生明显衍射现象的条件：波的叠加原理；波的干涉现象和干涉图样中加强点和减弱点的分析；波的干涉条件。 教学难点：波的干涉条件的理解 教学方法：实验演示 教学准备：多媒体课件、发波水槽（电动双振子）、音叉 教学过程： （一）引入新课 教师：生活中有这样一种现象，一学生在门外喊报告。提问：谁的声音？看到人了吗？为什么能听到声音却看不到人？ 学生：思考，回答。 教师：引导说明声波可以绕过障碍物继续传播，而光波为什么不能？通过下面的学习后我们再来解释。今天我们学习12.4波的衍射和干涉。 （二）进行新课 一．波的衍射 教师：刚才我们提到声波绕过障碍物继续传播，生活中微风激起的水波遇到小石芦苇等细小障碍物，会绕过它们继续传播，我们把这种现象叫波的衍射。下面我们观察一个实验。 演示实验:在发波水槽里放两块挡板中间留一个缝观察水波通过狭缝后的情况，改变缝宽再观察。 模拟实验：由于实验现象不明显让我们看模拟实验来分析 教师提问引导学生的观察点：观察下面几个实验，有没有衍射现象发生？学生对比观察思考回答。 实验现象分析：水波经过大孔后，可近似地看作是“直进”的，但边沿是模糊的，不像刀切的那么齐——有衍射现象．正如太阳光从窗户射进来，粗略地看明暗界线是分明的，窗框的影子很整齐；但是仔细去观察影子的边缘时，就会看到模糊的，明暗界线不是像刀切一般地齐．它们的区别是小孔发生了明显衍射。那么发生明显衍射的条件是什么？与什么因素有关？ 图片对比分析：哪个图发生了明显的衍射？ 实验结论：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。
波的反射和折射·教案
波的反射和折射·教案 陆文新 教学目的 1．知道什么是波的反射现象，什么是波的折射现象． 2．知道波传播到两种介质交界面时，同时会发生反射和折射． 3．知道波发生反射现象时，反射角等于入射角． 4．知道反射波的频率、波速和波长与入射波相同． 5．知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同． 6．理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同． 7．掌握入射角与折射角关系：sini/sinγ＝v1/v2． 教具 水波槽，观察反射与折射现象用的木板与玻璃砖，投影仪 教学过程 ●引入新课 前几节课我们学习了机械波的形成过程以及机械波的描述方法，今后几节课我们将要学习波的一些特有现象．波的反射和折射，波的衍射，波的干涉．这些现象是波动形式的共同特征，也是学好以后知识的基础． 【板书】*第四节波的反射和折射 ●进行新课 【板书】一、波的反射 思考讨论并回答：同学们在日常生活中看到或听到的哪些现象是属于波的反射现象？ 1．回声是声波的反射现象．原因是对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播． 2．夏日的雷声轰鸣不绝．原因是声波在云层界面多次反射． 3．在空房间里讲话感觉声音响．原因是：声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果．4．水波传到岸边也会发生反射现象． 下面我们通过水波的反射来研究波的反射特点． 【演示】在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，在水面上从波源发出一列圆形波．将实验现象用投影仪投影在屏幕上． 实验现象：(参见课本图10－20) (1)水面上形成一列圆形波．
2.3波的干涉和衍射(教案)
2.3波的干涉和衍射 授课人：陈小燕授课时间：2011.3.24 授课班级：高二（3）班 教学目标： 1.知道波的叠加原理. 2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样. 3.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； 4.知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 教学重点：波的叠加原理和波的干涉现象，以及波发生明显衍射现象的条件。 教学难点：波的干涉图样 教学方法：实验演示法、电教法、训练法. 教学用具：多媒体课件 教学过程： 一、新课引入 ［设问］两个相向运动的弹性小球在运动过程中相遇，会发生什么现象？ ［学生回答］两球会反弹 ［进一步设问］两列波在传播过程中相遇，会发生什么现象？ 二、新课教学 (一)波的叠加原理 ［多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形］ ［教师总结］两列波相遇后，每列波都像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播，这是波的独立传播特性. ［教师］刚才，通过动画模拟实验的演示，我们知道了两列波在相遇前后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响，那么在两列波相遇的区域里情况又如何呢？ ［多媒体模拟绳波相遇区的情况］
［教师总结］在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.当两列波在同一直线上振动时，这两种位移的矢量和简化为代数和，这叫做波的叠加原理. ［强化训练］两列振动方向相同和振动方向相反的波叠加，振幅如何变化？振动加强还是减弱？ 学生讨论后得到：两列振动方向相同的波叠加，振动加强，振幅增大；两列振动方向相反的波叠加，振动减弱，振幅减小. (二)波的干涉 ［投影演示水槽中水波的干涉］把两根金属丝固定在同一个振动片上，当振动片振动时，两根金属丝周期性地触动水面，形成两个波源，观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象. ［教师说明］由于这两列波是由同一个振动片引起的，所以这两个波源的振动频率和振动步调相同. ［学生叙述现象］在振动的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开. 两列频率相同的水波相遇，会出现振动加强和振动减弱相互间隔的现象，形成稳定的干涉图样。 ［教师］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。干涉图样：在干涉现象中形成的图样叫干涉图样。由于两列波的频率相同，振动加强处总是加强，振动减弱处总是减弱，所以出现了稳定的干涉图样。 ［用多媒体展示课本水波的干涉图样及波的干涉的示意图］ ［教师］为什么会出现这种现象呢？ ［用多媒体课件解释振动加强区和振动减弱区的形成过程：利用波面的概念和波的叠加原理解释干涉形成的原因］ 得到结论如下： 1、振动加强区的形成 在水面上的某一点，如果在某一时刻是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，振动的振幅等于两列波的振幅之和，故该点始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈． 2、振动减弱区的形成 在水面上的某一点，如果在某一时刻是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇。在这一点，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，两列波引起的振动始终是减弱的，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静． 注意： （1）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱． （2）振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的．产生干涉的条件：两列波的频率相同。 ［说明］ 1.干涉现象中那些总是振动加强的点或振动减弱的点是建立在两个波源产生的频率相同的前提条件下.
高中物理《波的衍射和干涉》导学案
第4节波的衍射和干涉 1．理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。 2．知道波的独立传播特点，理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果。 3．知道波的干涉图样的特点，理解波形成稳定干涉图样的条件，知道振动加强点、减弱点的振动情况。 一、波的衍射 1．定义：波□01绕过障碍物继续传播的现象。 2．实验及现象 (1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个□02狭缝。 (2)现象 ①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿□03直线传播一样，挡板后面产生一个□04阴影区。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波□05绕到挡板后面继续传播。 3．发生明显衍射的条件 缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长□06相差不多，或者□07比波长小。 4.□08一切波都能发生衍射，衍射是波□09特有的现象。 二、波的叠加 1．波的独立性原理 两列波相遇后彼此穿过，仍然□01保持各自的□02运动特征，继续传播。 2．波的叠加原理 在几列波重叠的区域里，介质的质点□03同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的□04矢量和。如图所示。
三、波的干涉 1．定义：□01频率相同的两列波叠加时，某些区域的□02振幅加大、某些区 域的□03振幅减小的现象。 2．稳定干涉的必要条件 (1)两列波的频率必须□04相同。 (2)两个波源的相位差必须□05保持不变。 3．干涉的普遍性：□06一切波都能够发生干涉，干涉是□07波特有的现象。 判一判 (1)在操场上不同位置听到学校喇叭声音的大小不同，是声波的干涉现象。() (2)两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象。() (3)不是所有的两列波之间都能发生干涉。() 提示：(1)×(2)√(3)√ 想一想 (1)当障碍物的尺寸比波长大时，不能发生衍射现象，对吗？ 提示：错。障碍物尺寸比波长大时，也能发生衍射现象，只是现象不明显。 (2)在波的干涉中，振动加强的点始终位于波峰吗？ 提示：否。振动加强点的振幅大，而不是始终位于波峰。 课堂任务波的衍射 1．定义 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。 2．衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象，当波碰到障碍物时，衍
第27课时 波的干涉、衍射 多普勒效应(A卷)
第 27 课时 波的干涉、衍射 多普勒效应（A 卷） 考测点导航 1．波的叠加：几列波相遇时，每列波都能保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只在重叠的区域里，任一质点的总位移等于分别引起的位移的矢量和。 2．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，这些振动加强和振动减弱的区域互相间隔且稳定的现象。 3．振动加强的区域到两列波源的路程差是波长的整数倍，振动减弱的区域到两列波源的路程差是半波长的奇数倍。 4．波的衍射：波能绕过障碍物的现象。能够发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不大 5．多普勒效应：（1）它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象（2）正确区别波源的频率与观察者接受到的频率，观察者接受到的频率与波源和观察者之间的相对运动有关 典型题点击 1．如图27-A-1所示两列波相向传播，当它们相遇时可能出现的波形图是（ ） A ．图b 、c B ．图 a 、b C ．图b 、c 、d D ．图c 、d （该题考查了波的叠加原理， 其合位移是两列波对应位移的矢量和） 2．如图27-A-2所示，水面上有a 、b 、c 三只小船，S 1、S 2是两个步调一致的相干波源，相距9m,它们激起的水波的波长为2m ，三只船与两波源的距离标在图中，则下面的判断中正确的是（ ） A ．b 、c 两船振动加强，a 船振动减弱 B ．a 船振动加强，b 、c 两船振动减弱 C ．若某时刻b 船在波峰，则c 船在波谷 D ．若两相干波的振幅相同，则a 船处于静止状态 （该题考查了出现稳定的干涉条纹的条件，比较某 点到两相干波源的路程差即可） 3．两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波（如27-A-3甲图所示），在相遇的某一时刻（如乙图所示），两列波消失， 此时介质中的x 、y 两质点的运动方向是（ ） A ．x 向上，y 向下 B ．x 向下，y 向上 C ．x 、y 都向上 D ．x 、y 都静止 4．关于多普勒效应以下说法错误的是（ ） A ．当波源运动时，波源的频率发生变化 B ．当波源静止而观察者运动时，波源的频率不变，观察者接受到的频率变化 C ．当波源静止观察者向波源运动时，观察者接受到的频率变大 D ．当波源向静止观察者运动时观察者接受到的声波频率变小 （该题考查了多普勒效应产生的原因，根据同一介质中的波速不变可得结论） 新活题网站 一、选择题 1．两固定相同声源发出的波长相等的声波叠加，如果某时刻叠加区域里P 点是两列波的波谷相遇，那么在以后的时间里，P 点的振动（ ） A ．有时加强，有时减弱 B ．经半个周期的奇数倍时加强 C ．始终加强 D ．始终减弱 （振动加强或减弱是指质点振动幅度变大或变小） 2．下列说法中正确的是（ ） A ．火车过桥慢行以使策动力的频率远小于桥的固有频率 B ．一切波都能发生衍射，它不过明显不明显而已 C ．两列相干波在空中相遇，在振动加强区域里质点的位移始终较大 D ．两列相干波在空中相遇，在振动减弱区域里的振动较小 （振动加强区域里的质点是振动的幅度变大，而并不是位移始终最，否则就不振动） 3．如图27-A-4所示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线 表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为 · · · a b c S 1 S 2 4m 5m 6m 7m 8m 图27-A-2 甲 → ← 图27-A-3 · · x y 乙 图27-A-3 E · · · · A B C D · 图27-A-4 a b c d 图27-A-1
人教版高中物理选修3教案 波的衍射和干涉
课时12.4波的衍射和干涉 1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。知道衍射现象是波特有的现象,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。 2.了解波的叠加原理。通过实验认识波的干涉现象和波的干涉图样。 3.知道干涉现象是波所特有的现象。知道波发生干涉现象的必要条件。 重点难点:波的衍射的定义及发生明显衍射现象的条件;波的叠加原理、波的干涉现象、产生干涉的条件及有关计算。 教学建议:衍射和干涉是波特有的现象,也是学生后面学习光的衍射的基础。对于波的衍射,教学的关键仍在于实验的演示、观察和对实验现象的分析。为了有助于对实验现象的分析和研究,可以在观察真实现象的同时,利用课件进行模拟,以便于使学生对衍射留下更加清晰的印象。在波的干涉学习中,从波叠加的一般原理到满足相干条件下的干涉现象,学生对“波是振动形式的传播”的理解得到加深,其中波的相干条件是学习的难点。 导入新课:泰山佛光是岱顶奇观之一。每当云雾弥漫的清晨或傍晚,游人站在较高的山头上顺光而视,就可能看到缥缈的雾幕上,呈现出一个内蓝外红的彩色光环,这个光环将整个人影或头影映在里面,恰似佛像头上五彩斑斓的光环,故得名“佛光”或“宝光”。你能解释这种现象吗? 1.波的衍射 (1)定义:波可以①绕过障碍物而继续传播的现象叫作波的衍射。 (2)发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长②相差不多,或者比波长③更小时,才能发生明显的衍射现象。
(3)衍射是波特有的现象,故一切波均可发生衍射现象。“闻其声而不见其人”是④声波的衍射。 2.波的叠加 大量的事实和实验表明,几列波相遇时能保持各自的⑤运动特征继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波的振动,质点的位移等于几列波单独传播时⑥引起的位移的矢量和,这就是波的叠加原理。 3.波的干涉 (1)定义:频率相同的两列波叠加时,某些区域的⑦振幅增大,某些区域的⑧振幅减小,这种现象叫作波的干涉。 (2)产生干涉的两个必要条件:一是两列波的⑨频率必须相同;二是两个波源的⑩相位差必须保持不变。 (3)干涉图样的特点:在加强区两列波引起的振动总是相互加强的,振幅等于两列波的振幅之和;在减弱区两列波引起的振动总是相互减弱的,振幅等于两列波的振幅之差。 (4)干涉是波特有的现象,声波、电磁波等一切波都能发生干涉。 1.教材波的衍射的演示中图1 2.4-1中甲、乙哪个图象衍射现象更明显? 解答:乙图象衍射现象更明显。 2.医院中探测仪器“B超”为什么用超声波而不用普通声波? 解答:超声波的波长短,不易发生衍射,故波能反射回来并被接收。 3.波的干涉的示意图中振动加强的区域就是波峰或波谷吗? 解答:振动加强的部分有波峰、波谷、平衡位置等,只是它们的振幅最大。 主题1:波的衍射
高中物理波的衍射和干涉教案
波的干涉和衍射教案 三维教学目标 1、知识与技能 （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；（1）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； （2）知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 教学重点：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。 教学难点：波的干涉图样 教学方法：实验演示 教学教具：长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉 （一）引入新课 大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。 （二）进行新课 波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。 1.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。 哪些现象是波的衍射现象？（在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。） 实验：下面我们用水波槽和小挡板来做，请大家认真观察。现象：水波绕过小挡板继续传播。将小挡板换成长挡板， 重新做实验： 现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。这个现象说明发生衍生的条件与障碍物
的大小有关。 （2）衍射现象的条件 演示：在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。 第一、保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。水波绕到挡板后面继续传播。 在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。 第二、保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。 将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们是做衍射实验时拍下的照片。甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。 通过对比可以看出：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 窄缝宽度比波长大得多时，衍射现象越不明显。窄缝宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。 结论：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。 2、波的叠加 我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会激起两列圆形水波。们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。 3、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叠加时，情形是很复杂的。我们只讨论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。 演示：在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB，使两个小球S 1、S 2 同步地上
高中物理光的干涉教案
13．2----13．3光的干涉 一、教学目标 1、知识与技能 （1）认识光的干涉现象及产生光干涉的条件． （2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征． 2、过程与方法 （1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力． （2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力． 二、教学重点与难点分析： （1）波的干涉条件，相干光源． （2）如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着 （3）加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”． 三、教学过程： 1、从红光到紫光频率是如何变化的？频率由谁决定？ （1）从红光到紫光的频率关系为：υ紫>………> υ红 （2）频率由光源决定与传播介质无关。（由光源的发光方式决定） 2、在真空中，从红光到紫光波长是如何变化的？ 3、任一单色光从真空进入某一介质时，波长、光速、频率各如何变化？ （1）当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化。即光的的颜色不发生改变。（2）当光从真空进入介质后，传播速度将变小 （当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断传播速度的变化？） （当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断波长的变化？） 例1、已知介质对某单色光的临界角为θ，则() A.该介质对此单色光的折射率等于1/sinθ B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速) C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sinθ倍 D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ倍 4、在同一介质中，从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何？ （1）在同一种介质中，频率小的传播速度大 （2）在同一种介质中，频率小的波长大（这一点与真空中的规律一样） 5、产生稳定干涉现象的条件是什么？频率相同、振动方向相同、相差保持恒定。 6、日常生活中为何不易看到光的干涉现象？对机械波来说容易满足相干条件，对光来讲就困难的多。这与光源的发光机理有关。利用普通光源获得相关光的方法是把一列光波设法分成两部分进行叠加发生干涉。 7、杨氏双缝干涉图样的特点有那些？（1）单色光为等间隔明暗相间的条纹。（明暗条纹的宽度相同）（2）相同双缝时，频率越大纹越窄。（3）白光干涉图样为彩色，中央亮纹为白色。注意；与单缝衍射图样进行对比。 8、如何解释白光杨氏双缝干涉图样是彩色的这一现象？（如何解释紫光的杨氏双缝干涉条纹比红光窄这一现象？ 例1、用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹.在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变_____，如果改用白光做实验，在屏上将出现_____色条纹.例2、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是() A.相邻干涉条纹之间的距离相等
人教版高二物理选修3-4第十二章4波的衍射和干涉学案Word版
4波的衍射和干涉 内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机在排放各种高速气流的过程中，都伴随有噪声．利用干涉原理制成的干涉型消声器可以降低这种噪声．如图所示为一台干涉型消声器的原理图．试讨论其消声原理． 提示：如果有一列波长为λ的声波，沿水平管道自左向右传播，当入射波达到a处时， 分成两束相干波，它们分别通过r1和r2再在b处相遇．若Δr＝r2－r1恰好等于声波半波长λ 2的 奇数倍，即Δr＝(2k＋1)λ 2时，声波干涉后的合振幅A＝0.这就是说该频率的声能被削弱，从而 达到控制噪声的目的． 考点一波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射． 2．两种衍射现象 (1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波．当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如下图甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显． 当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显． (2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波．当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示．当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显．3．发生明显衍射现象的条件 只有当缝、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．
4．正确理解衍射现象 (1)衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象，凡能发生衍射现象的一定是波． (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，没有“不发生衍射”之说． (3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件． (4)一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象． (5)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． 5．衍射的成因 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(或障碍物)后传播，于是就出现了偏离直线方向传播的衍射现象． 【例1】(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是() 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，由于声波波长较长 【导思】根据波的衍射特点和发生明显衍射的条件去分析． 【解析】衍射是一切波特有的现象，所以A正确，C错误；发生明显衍射是有条件的，只有缝、孔、障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以B正确；声波的波长在1.7 cm～17 m之间，一般缝、孔、障碍物与之相比都较小，所以声波容易发生衍射，D正确． 【答案】ABD 将一只瓶子立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子后面看到水波绕过的现象，激发水波的振子的振动频率大些好，还是小些好？为什么？ 答案：见解析 解析：当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，能发生明显的衍射现象，由于瓶子的直径已确定，故水波的振子的波长越长越好，所以，激发水波的振子的振动频率越小越好． 考点二波的叠加 1．波的独立性
精品高二物理教案_波的干涉
高二物理教案:波的干涉 以下是老师为大家整理的关于《高二物理教案:波的干涉》，供大家学习参考！ 一、预习目标 通过预习并且联系生活中的一些实例，达到简单的了解一下波的叠加和干涉，达到感性认识的地步。 二、预习内容 1.在介质中常常有几列波同时传播，例如把两块石子在不同的地方投入池塘的水里，就有两列波在水面上传播．两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，都能改变原来的运动状态呢？ 2.预习完毕后，用自己的语言描述一下波的叠加这现象。 3.什么叫做波的干涉，两列波发生干涉的条件是什么啊？ 4.用自己的话说一说波的叠加和波的干涉的关系。 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).知道波的叠加原理. (2).知道什么是波的干涉现象和干涉图样. (3).知道干涉现象也是波特有的现象. 二、学习过程 1、波的叠加 【演示】在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，就分别有两个凸起状态1和2在绳上相向传播．(参见课本图10－28)我们可以看到，两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响． 仔细观察两列相遇的水波，也可以看到两列水波相遇后，彼此穿过，仍然保持各自的运动状态继续传播，就像没有跟另一列水波相遇一样． (1)．位移特点 当两个波源产生的两列波在同一介质中传播时，介质中的每个质点都要同时参与两个分运动，在任一时刻，第一列波使某个质点a振动所产生的位移是x1，第二列波同时使质点a振动所产生的位移是x2，则质点a的位移就是这两列波分别产生的位移的矢量和． 如果位移x1，x2的方向相同，则质点a的振动位移的大小为X= 方向与。