波的干涉、衍射及加强区减弱区判断汇总

波的干涉、衍射及加强区减弱区判断汇总
波的干涉、衍射及加强区减弱区判断汇总

波的干涉、衍射及加强区减弱区判断

1.关于波的干涉和衍射,正确的说法是()

A.有的波能发生干涉现象,有的波能发生衍射现象

B.产生干涉现象的必要条件之一,就是两列波的频率相等

C.波具有衍射特性的条件,是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多

D.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小

【答案】B

【解析】本题考查的是对波的干涉和衍射现象的理解。干涉与衍射是波的基本性质,所有波均可发生干涉和衍射,A错误;两列振动方向相同、频率相同、相位差恒定的波才会发生干涉,B正确;发生干涉的区域振动加强点始终加强减弱点始终减弱,合位移比原来任一波引起的位移都要大,振动最强点的位移始终最大,振动最弱点的位移最小,D错误;

2.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是( )

A.光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理

B.光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的

C.光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点

D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果

【答案】D

【解析】光的干涉和衍射都是光波叠加的结果,从本质上讲,衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理,在衍射现象中,可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波,它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹。干涉和衍射都是波所特有的现象。白色光发生干涉。衍射是都形成彩色条纹。所以D对。

思路分析:利用干涉与衍射的本质进行判断,还有干涉衍射的条纹特点。

试题点评:考查学社对干涉衍射本质的认识

3.关于波的衍射,下列说法正确的是( ).

A.衍射是机械波特有的现象

B.对同一列波,缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显

C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象

D.声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长

【答案】D

【解析】衍射是一切波特有的现象,选项A、C错误;发生明显的衍射现象是有条件的,只有缝、孔的宽度或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,选项B错误;声波的波长1.7 cm到17 m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,由于声波的波长较长,所以声波容易发生明显的衍射现象,选项D 正确.

4.如图所示,圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰,下列说法正确的是( ).

A.水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射

B.水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射

C.水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射

D.水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射

【答案】B

【解析】衍射现象是相对直线传播而言的,由于波源在O点,如果没有波的衍射现象而沿直线传播的话,它能传播到CABD所围的范围,所以选项A、C错;衍射现象主要体现一个“绕”字,所以只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射,不一定非得绕到障碍物后面的每一点,所以选项B对、D错.

5.两列波在某区域相遇,下列说法中正确的是( ).

A.两列波相遇前后能够保持各自的状态而不互相干扰

B.由于一切波都能发生干涉,故这两列波相遇一定能产生干涉图样

C.若这两列波叠加后,出现某些区域振动加强,某些区域振动减弱,这两列波发生了干涉

D.在两列波重叠区域里,任何一个质点的位移都是由这两列波引起的位移的矢量和【答案】ACD

【解析】根据波的独立传播原理,选项A正确;一切波都能发生叠加,但是要产生干涉图样则两列波必须具备频率相同、相位差固定的条件,选项B错;若两列波叠加,出现某些区域振动加强、某些区域振动减弱的现象,这就是波的干涉,选项C正确;根据波的叠加原理,选项D正确.

6.在开展研究性学习活动中,某校同学进行了如下实验:如图所示,从入口S处送入某一频率的声音,通过左右两条管道SAT和SBT传到了出口T处,并可以从T处监听声音,左侧B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最小的声音,设声速为v,则该声音的频率为 ( ).

A.

2

v

B.

2

v

l

C.

4

v

l

D.

8

v

l

【答案】C

【解析】当第1次听到最小的声音,说明SBT 和SAT 的路程差是这一频率声波的半个波,从而相互消弱,则2l =

2λ,而λ=v f

,故f =4v

l ,C 选项正确.

7.图中,在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x 轴正方向传播,波速v =400 m/s.为了接收信号,在x =400 m 处设有一接收器A(图中未标出).已知t =0时,波已经传播到x =40 m ,则下列说法中不正确的是( ).

A .波源振动的周期为0.05 s

B .x =40 m 处的质点在t =0.5 s 时位移最大

C .接收器在t =1.0 s 时才能接收到此波

D .若波源向x 轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz 【答案】BC

【解析】波源振动的周期T =

v λ=20400

s =0.05 s ,A 正确;x =40 m 处的质点在t =0.5 s 时仍在平衡位置,B 错误;接收器接收到此波的时间t =40040

400

-s =0.9 s ,C

错误;由多普勒效应的知识,可知D 正确.

8.波源在绳的左端发出半个波①,频率为f 1,振幅为A 1;同时另一波源在绳右端发出半个波②,频率为f 2(f 2>f 1),振幅为A 2,P 为绳的中点,如图4所示,下列说法错误的是( )

图4

A .两列波同时到达P 点

B .两列波相遇时P 点波峰值可达到A 1+A 2

C .两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播

D .因频率不同,这两列波相遇不能叠加 【答案】BD

【解析】因两波源同时起振,形成的都是绳波,波速相同,因此两列波同时到达P 点,选项A 正确;因f 2>f 1,有λ2<λ1,当①的波峰传至P 点时,②的波峰已过了P 点,即两波峰在P 点不会相遇,根据波的叠加原理,P 点的波峰值不可达到A 1+A 2,选项B

错误,选项C 正确;因波的叠加没有条件,故选项D 错误.

思路分析:两波源同时起振,形成的都是绳波,波速相同;波的叠加没有条件, 试题点评:本题考查波的叠加,注意两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播 9.如图5所示,实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷.此刻,M 是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是( )

图5

A .该时刻质点O 正处在平衡位置

B .P 、N 两质点始终处在平衡位置

C .随着时间的推移,质点M 向O 点处移动

D .从该时刻起,经过四分之一周期,质点M 到达平衡位置 【答案】BD

【解析】本题考查对干涉图样的认识.由图可知,图中O 、M 为振动加强点,此时刻O 处于波谷,M 处于波峰,因此A 错误;N 、P 为减弱点,又因两列波振幅相同,因此,N 、P 两点振幅为零,即两质点始终处于平衡位置,B 正确;质点不会随波向前推移,C 不正确;从该时刻经

1

4

周期,两列波在M 点分别引起的振动都位于平衡位置,故M 点位于平衡位置,D 正确.

思路分析:波峰与波峰相遇点,波谷与波谷相遇点为振动加强点,波峰与波谷相遇点为减弱点,始终处于平衡位置;波在传播过程中质点不随着波的传播而迁移; 试题点评:本题考查干涉图样

10.两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象,则( )

A .振动加强区域,介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大

B .振动加强区域,介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大

C .振动加强区域,介质质点的位移随时间做周期性变化

D .振动加强区域,介质质点的振幅随时间做周期性变化 【答案】BC

【解析】振动加强区域,各质点的位移随时间做周期性变化,它的位移某时刻可能为零,也不一定比振动减弱区域的位移大,故A 错误,C 正确;振幅是质点振动的最大位移,故B 正确,D 错误.

思路分析:振动加强区域,各质点的位移随时间做周期性变化,它的位移某时刻可能为零,也不一定比振动减弱区域的位移大,振幅是质点振动的最大位移,

试题点评:本题考查波的干涉,特别注意振动加强区域,各质点的位移随时间做周期性变化,它的位移某时刻可能为零,也不一定比振动减弱区域的位移大, 11.(2013?长沙一模)在以下各种说法中,正确的是( )

A.机械波和电磁波本质上不相同,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象

B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

C.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场

D.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的

E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明该星系正在远离我们而去

【答案】ADE

【解析】

试题分析:机械波和电磁波本质上不相同,前者不能在真空中传播,而后者可以传播,但都能发生反射、折射、干涉与衍射现象;

质点不会随着波传播而迁移;

电磁场理论:变化的电场产生磁场,而变化的磁场会产生电场;

相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同;

由多普勒效应,接收的波长与频率成反比,从而根据波长的长短来确定距离的远近.解:A、机械波和电磁波本质上不相同,前者是机械振动在介质中传播,而电磁波由变化电磁场产生的,可以在真空中传播,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,故A正确;

B、横波在传播过程中,波峰运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期,而质点并不随着波传播而迁移,故B错误;

C、变化的电场一定产生磁场;变化的磁场一定产生电场,可能是均匀变化,也可能非均匀变化.若是均匀变化的,则产生恒定.故C错误;

D、爱因斯坦相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中也都是相同,故D正确;

E、根据多普勒效应,可知,当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,由c=λf,得接收的频率变小,因此说明该星系正在远离我们而去,故E正确;

故选ADE

点评:考查机械波与电磁波的区别,掌握电磁场理论,理解质点不随波迁移,知道光速不变原理,理解多普勒效应现象的应用.

12.下列说法正确的是_______。(选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分。选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比,且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动

B.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散

C.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率编号就能知道血流的速度,这种方法熟称“彩超“

D.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场

E.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于其静止时的质量

【答案】BCD 【解析】

试题分析:如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比,且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动,选项A错误;含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散,选项B正确;向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率编号就能知道血流的速度,这是多普勒效应的应用,称为“彩超“,选项C正确;麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场,选项D正确;当由相对论质量公式可知,当物体的速度很大时,其运动时的质量明显大于静止时的质量,故E错误;故选BCD.

考点:简谐振动;光的色散;多普勒效应;麦克斯韦电磁理论;狭义相对论. 13.(2014?湖南二模)下列说法正确的是()

A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动

B.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超’

C.狭义相对论表明物体运动时的质量总要小于静止时的质量

D.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场

E.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可能发生色散

【答案】BDE

【解析】

试题分析:满足与它偏离平衡位置的位移的大小的成正比,并且总是指向平衡位置,即F=﹣kx,则为简谐运动;彩超利用多普勒效应原理;光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散;变化的磁场产生电场,和变化的电场产生磁场;由相对论质量公式可知,即可求解.

解:A、当与它偏离平衡位置的位移的大小的成正比,与其方向总是相反时,质点的运动就是简谐运动,故A错误;

B、测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”,是利用多普勒效应原理,故B正确;

C、当由相对论质量公式可知,当物体的速度很大时,其运动时的质量明显大于静止时的质量,故C错误;

D、麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场,故D正确;

E、多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以将复合光进入分解,故E正确;

故选:BDE.

点评:本题考查简谐运动的回复力与位移的关系,掌握多普勒效应原理,理解干涉、衍射及折射对复合光的分解的原理,注意变化的磁场产生电场中的“变化”两字的理解,最后认识运动的质量与静止的质量的关系.

14.如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其

波速为200 m/s ,则

A .再经过0.01 s ,图中质点a 的速度方向与加速度方向相同

B .图中质点b 此时动能正在减少,其加速度正在减小

C .若发生稳定干涉现象,该波所遇到的波的频率为50 Hz

D .若发生明显衍射现象,该波所遇到的障碍物的尺寸一定不大于2 m 【答案】C 【解析】

试题分析:由于波沿x 轴正方向传播,根据“上下坡”法,可知a 质点正向上振动,加速度指向平衡位置向下,且正在增大,A 错误;b 质点正向下振动,远离平衡位置,故动能减小,加速度增大,B 错误;由f v λ=得:该波的频率为:Z H v

f 50==

λ

则这列波遇到频率为50Hz 的波会发生稳定的干涉现象,C 正确;当波的波长比障碍物

尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射.由图知该波的波长为m 4=λ,所以这列波遇到尺寸小于4m 或相差不多的障碍物就会会发生明显的衍射现象,D 错误;故选C 。 考点:波长、频率和波速的关系;横波的图象、波的干涉和衍射。

【名师点睛】根据波传播方向知道质点的振动的方向,从而知道质点速度和加速度的变化;比较波的波长与障碍物的尺寸,因为只有当波长比障碍物尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射;读出波长,由波速公式求出波的频率.发生干涉的条件是频率相同,看两列波的频率是否相同。

15.如图甲所示,O 点为振源,OP=s ,t=0时刻O 点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,如图乙为P 点从t 1时刻开始沿y 轴正方向开始振动的振动图像,则以下说法错误的是:

.

A .t=0时刻振源O 的振动方向沿y 轴正方向

B .t 2时刻P 点振动速度最大,方向沿y 轴负方向

C .该波与另一频率为

21

1

t t -Hz 的同类波叠加能产生稳定的干涉现象 D .某障碍物的尺寸为

211

()2s

t t t -,该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象 【答案】B 【解析】

试题分析:介质中各质点起振方向与振源起振方向相同,由乙图知P 点起振方向沿y 轴正向,故t=0时刻振源O 的振动方向沿y 轴正方向,选项A 正确;由乙图知t 2时刻P 点振动速度最大,方向沿y 轴正方向,故选项B 错误;由乙图知质点振动周期为T=t 2-t 1,故波的频率为

21

11

T t t =

-Hz ,根据波的稳定干涉条件知只有频率相同的波相遇才可产生稳定干涉现象,故选项C 正确;波速为v=

1

s t ,由乙图知波的周期为T=t 2-t 1,所以波长为211

()

s t t vT t λ-==

,选项D 中障碍物尺寸为12λ与波长相近,故能发生明

显衍射,选项D 正确;综上所述选项B 是错误的。 考点:机械振动 机械波 波的干涉 波的衍射

16.如图所示,两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,则( )

A .质点A 为振动加强点,经过半个周期,这一点变为振动减弱点

B .质点B 为振动减弱点,经过半个周期,这一点变为振动加强点

C .质点C 可能为振动加强点,也可能为振动减弱点

D .质点D 为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动仍减弱 【答案】D 【解析】

试题分析:A 点是波峰和波峰叠加,为振动加强点,且始终振动加强.故A 错误;B 点是波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱.故B 错误;C 点处于振动加强区,振动始终加强.故C 错误;D 点为波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱.故D 正确.故选D 。 考点:波的叠加原理.

17.两列水波,S 1、S 2是相干波源,波峰用实线表示,波谷用虚线表示(如图所示),以

o P

下说法正确的是()

A.振动加强的点是b、c

B.振动加强的点是a、d

C.振动加强的点是a、b、c、d

D.经过一半周期,振动加强的点是b、c

【答案】B

【解析】

试题分析:a是峰峰叠加,振动加强,d是谷谷相遇,振动加强,而b、c均为峰谷相遇,叠加消弱,为振动减弱的点,选项B正确、A、C均错误。随着时间的推移,点的性质永远不变(加强的永远加强、减弱的永远减弱),选项D错误。

考点:本题考查波的干涉及其干涉花样。

18.两列频率相同,振动情况相同的波发生干涉时,下列说法正确的是: ( )

A.振动加强区始终是加强区,振动减弱区始终是减弱区,并且是互相间隔分布的 B.振动加强区的位移一定大于振动减弱区的位移

c.波峰与波峰叠加的点是振动加强点,波谷与波谷叠加的点是振动减弱点

D.波程差为波长的整数倍的点为振动加强点,波程差为半波长的奇数倍的点为振动减弱点

【答案】AD

【解析】本题考查波的干涉。两列相干波相遇,振动加强区始终是加强区,振动减弱区始终是减弱区,并且是互相间隔分布的,A对;质点的位移是周期性变化的,振动加强区的振幅一定大于振动减弱区的振幅,B错;波峰与波峰叠加的点、波谷与波谷叠加的点是是振动加强点,波峰和波谷叠加的点振动减弱点,C错;波程差为波长的整数倍的点是波峰与波峰相遇或者波谷与波谷相遇,为振动加强点,波程差为半波长的奇数倍的点是波峰与波谷相遇,为振动减弱点,D对;选AD。

19.水平面上有A、B两个振动情况完全相同的振源。在AB连线中垂线上有a、b、c 三个质点。已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点,c点是相近的波谷的相遇点,b处在a、c之间,如图12-6-3所示。那么以下说法正确的是( )

图12-6-3

A.a点是振动加强点,c点是振动减弱点

B.a点与c点都是振动加强点,b点是振动减弱点还是加强点不能确定

C.a点与c点此时此刻是振动加强点,经过一段时间后,变为振动减弱点,而b点可能变为振动加强点

D.a、b、c都是振动加强点

【答案】D

【解析】既然a、b、c三点均在两振源A、B连线的中垂线上,因此两振源在a、b、c 三点引起的振动总是同步的,即相互加强,可见选项D正确。本题易误认为a、c均是振动加强点,因此其中间的b点(具体位置未定),振动叠加情况不易确定而错选B。其实A、B连线的中垂线是振动加强区,其上的任一点的振动均是加强的。

20.如下图所示,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是弹性介质中一些质点的平衡位置,相邻两质点的平衡位置间的距离都是0.1m。质点A从t=0时刻开始沿y轴正方向(竖直向上)做简谐运动,振幅为5cm,经过0.1s,质点A第一次到达最大位移处,此时波恰好传到质点C,则下列说法正确的是

A.t=0.4s时刻,质点E已经运动的路程为10cm

B.t=0.4s时刻的波形图如图所示

C.t=0.45s时刻质点E正好处在其平衡位置的正上方

D.若质点A起振的同时,质点K也以相同的频率向y轴正方向开始做简谐运动,则振动稳定后,质点E为振动加强点

【答案】A

【解析】考查机械振动和机械波以及干涉现象。依题意质点A第一次到达最大位移处需要经过t=0.1s,即为四分之一周期,因此周期T=0.4s,0.1s内波传播到C处,则传播了0.2m,波速为v=2m/s,波长λ=vT=0.8m。波传播半个周期即可传播到质点E,则t=0.4s时刻,质点E已经振动半个周期,故质点E在y轴上运动的路程为两个振幅10cm,A对;t=0.4s的波形图为一个波长,根据波源起振方向为竖直向上,则I质点刚起振的方向也应该从平衡位置向上,而题图中波形图显示I质点即将向下振动,故C 错;从0.2s时刻E质点开始振动到0.4s时刻,E质点回到平衡位置并向下振动,再经过0.05s质点E将处于平衡位置下方,并向下运动,C错;质点E到两个波源A、K的距离差为0.2m=0.5×0.5λ,即质点E与两波源距离差为半波长的0.5倍,不属于加强区的点,不加强也不减弱,D错。

21.如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的( ).

A.a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱

B.e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间

C.经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换

D.经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰

【答案】AD

【解析】a点是波谷和波谷相遇的点,c是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点,而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,都是振动减弱的点,A正确;e位于加强点的连线上,仍为加强点,f位于减弱点的连线上,仍为减弱点,B错误;相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,C错误;因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,D正确.

22.如图表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2cm(且在图中所示范围内振幅不变),波速为2m/s,波长为0.4m,E点为BD连线和AC连线的交点。下列叙述正确的是()

A.A、C两点都是振动加强的

B.振动加强的点只有B、E、D

C.直线BD上的所有点都是振动加强的

D.B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm

【答案】CD

【解析】

试题分析:A、C两点都为波峰与波谷叠加,振动减弱,故选项A错误;B、D两点波谷和波谷、波峰和波峰叠加点,为振动加强点,两点连线上所有点均为振动加强点,所以选项B错误、C正确;该时刻,D点处于波峰,偏离平衡位置的位移大小为4cm,B 点处于波谷,偏离平衡位置的位移大小为4cm,则BD两点此时刻竖直高度差为8cm,所以选项D正确;

考点:波的叠加

23.如图所示,是两列频率相同的波在某时刻叠加情况,图中实线为波峰波面,虚线为波谷波面,已知两列波的振幅均为2cm,波速2m/s,波长为8m,E点是BD和AC连线的交点,下列说法正确的是()

A. A、C处两质点是振动加强点

B. B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是4cm

C. E点处是振动加强的质点

D.经2s,B点处质点通过的路程是4cm

【答案】C

【解析】由图可知,A、C处两质点是波峰和波谷相叠加,是减弱点,A错;D处是两波峰叠加,在平衡位置上方2A=cm

4

2

2=

?,B处是两波谷叠加,在平衡位置下方2A=cm

4

2

2=

?,所以B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm,B错;在以后的某一时刻,随着波峰的向右传播,出现如图所示的图形,由图可知E点处是振动加

强的质点,进而得出在BD连线上的点都是振动加强的质点,C对;由s

v

T4

2

8

=

=

=

λ

,因B点是振动加强点,其振幅cm

A

A4

2

2

2=

?

=

=

',经2s,B点处质点通过的路程是x=cm

A

T

t

8

4

4

4

2

4=

?

?

='

?,D错。

24.在水面上有两个振幅和频率相同的波源

1

S和2S,开始起振时两波源的振动方向相反,在两波源连线的中垂线上有a b c

、、三点,经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内,如图所示,下列说法中正确的是()

A .a 点是振动加强点,c 点是振动减弱点

B .a c 、点是振动加强点,b 点是振动减弱点

C .a c 、点此时刻振动加强,经过一段时间后变为振动减弱点,而b 点可能变为振动加强点

D .a b c 、、三点都是振动减弱点 【答案】D 【解析】

试题分析:由题,1S 和2S 是两个振动情况完全相反的振源,a b c 、、在1S 和2S 连线的中垂线上,则a b c 、、到两个波源的距离都相等,路程差都为零,三点的振动都减弱,故选项D 正确。 考点:波的叠加 25.(6分)如图所示,S l 、S 2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S l 、S 2在空间共形成了5个振动加强的区域,如图中实线所示。P 是振动加强区域中的一点,从图中可看出

A .P 点到两波源的距离差等于1.5λ

B .S 1的传播速度大于S 2的传播速度

C .P 点此时刻振动最强,过半个周期后,振动变为最弱

D .当一列波的波峰传到P 点时,另一列波的波峰也一定传到P 点

E .两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间 【答案】 DE

【解析】P 点为振动加强点,P 点到两波源的距离差等于λ的偶数倍,A 错;能产生振动加强点,两列波的频率、在同一介质中的波速应该相同,B 错;P 点始终为振动加强点,C 错;振动加强点是两波峰同时到达,D 对;两波源之间有5个振动加强的区域所以它们之间的距离一定在2个波长到3个波长之间,E 对。 考点:本题考查了波的干涉。 26.(6分)如图甲所示,在水平面内,有三个质点a 、b 、c 分别位于直角三角形的三

个顶点上,已知ab =6 m ,ac =8 m .在t 1=0时刻a 、b 同时开始振动,振动图象均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传播,在t 2=4 s 时c 点开始振动,则(填入正确答案标号.选对一个得3分,选对两个得4分,选对3个得6分,每选错一个扣3 分,最低得分为0分)( )

甲 乙

A .该机械波的传播速度大小为2 m/s

B .c 点的振动频率先是与a 点相同,两列波相遇后c 点的振动频率增大

C .该列波的波长是2 m

D .两列波相遇后,c 点振动加强

E .两列波相遇后,c 点振动先加强后减弱 【答案】ACD 【解析】

试题分析:因为经过4s ,振动由a 点传到c 点,则波的传播速度:824/m

v

m s s

=

=,选项A 正确;c 点的振动频率先是与a 点相同,两列波相遇后c 点的振动频率仍然是不变的,选项B 错误;该波的波长为:21m=2m vT λ==?,选项C 正确;因为ac-ab =2m=λ,故两列波相遇后,c 点振动加强,选项D 正确,E 错误。 考点:机械波的传播;机械波的叠加原理。

27.如图所示为声波干涉演示仪的原理图,两个U 形管A 和B 套在一起,A 管两侧各有一小孔.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率________的波.当声波分别通过A 、B 传播到右侧小孔时,若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅________;若传播的路程相差一个波长,则此处声波的振幅________.

【答案】相同 减小 增大

【解析】声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率相同的波且相位差固定.若波程相差为半波长的偶数倍,则干涉相长;若波程相差为半波长的奇数倍,则干涉相消.所以若两列波传播的路程相差半个波长,则此处声波的振幅减小;若传播的路程相差一

个波长,则此处声波的振幅增大.

28.如图所示,在同一均匀介质中有S 1和S 2两个波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动的步调完全一致,S 1与S 2之间相距为4 m ,若S 1、S 2振动频率均为5 Hz ,两列波的波速均为10 m/s ,B 点为S 1和S 2连线的中点,今以B 点为圆心,以R =BS 1为半径画圆.

(1)该波的波长为多少?

(2)在S 1、S 2连线上振动加强的点有几个,它们距S 1的距离为多少? (3)在该圆周上(S 1和S 2两波源除外)共有几个振动加强的点? 【答案】(1)2 m (2)3个 1 m 2 m 3m (3)6个 【解析】(1)由公式λ=

v f

, 得λ=

10/5m s

Hz

=2 m. (2)S 1、S 2之间恰好有2个波长,由对称性可直接判断B 点为加强点,A 、B 、C 三点分别为S 1、S 2连线的等分点,由图形可知,AS 2-AS 1=λ,CS 1-CS 2=λ,故A 与C 两点也为加强点,故在S 1、S 2连线上有3个加强点分别为: AS 1=

2

λ=1 m ,BS 1=λ=2 m ,CS 1=3

2λ=3 m.

(3)A 、B 、C 三点为振动加强的点,过A 、B 、C 三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A 1、A 2、B 1、B 2、C 1、C 2六个点,显然这六个点也为加强点,故圆周上共有六个加强点.

29.如图所示为某一报告厅主席台的平面图,AB 是讲台,S 1、S 2是与讲台上话筒等高的喇叭,它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫.为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在

这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消.已知空气中声速为340 m/s ,若报告人声音的频率为136 Hz ,问讲台上这样的位置有多少个?

【答案】4个

【解析】相应于声频f =136 Hz 的声波的波长是λ=

v

f

=2.5 m ① 式中v =340 m/s 是空气中的声速.在下图中,O 是AB 的中点,P 是OB 上任一点.将1S P -2S P 表示为1S P -2S P =k 2

λ

式中k 为实数,当k =0,2,4,…时, 从两个喇叭来的声波因干涉而加强; 当k =1,3,5,…时,

从两个喇叭来的声波因干涉而相消.由此可知,O 是干涉加强点;对于B 点,

1S B -2S B =20 m -15 m =4

2

λ ③

所以,B 点也是干涉加强点.因而O 、B 之间有两个干涉相消点,由对称性可知,AB 上有4个干涉相消点.

《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

2.4 波的衍射和干涉 习题

12.4 波的衍射和干涉习题 1.波的衍射 (1)波的衍射现象 首先观察水槽中水波的传播:圆形的水波向外扩散,越来越大。然后,在水槽中放入一个不大的障碍屏,观察水波绕过障碍屏传播的情况。 波绕过障碍物的现象,叫做波的衍射。 再引导学生观察:在水槽中放入一个有孔的障碍屏,水波通过孔后也会发生衍射现象。 看教材中的插图,解释“绕过障碍物”的含义。 (2)发生明显波的衍射的条件 ①在不改变波源的条件下,将障碍屏的孔由较大逐渐变小。可以看到波的衍射现象越来越明显。 由此得出结论:障碍物越小,衍射现象越明显。 ②可能的话,在不改变障碍孔的条件下,使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。可以看到,当波长越小时,波的衍射现象越明显。 由此得出结论:当障碍物的大小与波长相差不多时,波的衍射现象较明显。 小结: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。 在生活中,可遇到的波的衍射现象有: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。 教师在线 例1.一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 例2.如图所示,S为波源,M、N为两块挡板,其中M板固定,N板可上下移动,两板中间有狭缝。 此时,测得A点没有振动,为了使A点发生振动,可采用的方法是() A、增大波源频率 B、减小波源频率 C、将N板向上移动一些 D、将N板向下移动一些

同步训练Array 1.如图所示是观察水面波衍射的试验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O 为波源,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,则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是() A.此时能明显观察到波的衍射现象B.挡板前波纹间距离相等 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,能更明显地观察衍射现象 2.如图是不同频率地水波通过相同地小孔所能到达区域地示意图,情况中水波地频率最大; 情况中水波地频率最小。 a b c 3.将一只小瓶立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕进的现象,激发水波的振子振动频率大写 好还是小些好?为什么? 4.下列说法中正确的是() A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波,障碍物或小孔越小衍射越明显 C.听到回声是声波的衍射现象D.听到回声是共鸣现象 5.一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 6.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0.05m/s,为使 实验效果更明显,使用小孔直径d应为m 。

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。

电磁场与电磁波实验实验六布拉格衍射实验

邮电大学 电磁场与微波测量实验报告

实验六布拉格衍射实验 一、实验目的 1、观察微波通过晶体模型的衍射现象。 2、验证电磁波的布拉格方程。 二、实验设备与仪器 DH926B型微波分光仪,喇叭天线,DH1121B型三厘米固态信号源,计算机 三、实验原理 1、晶体结构与密勒指数 固体物质可分成晶体和非晶体两类。任何的真实晶体,都具有自然外形和各向异性的性质,这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。 晶体的离子、原子或分子占据着点阵的结构,两相邻结点的距离叫晶体的晶 10m,与X射线的波长数量级相当。因此,格常数。晶体格点距离的数量级是-8 对X射线来说,晶体实际上是起着衍射光栅的作用,因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列,以达到对晶体结构的了解。 图4.1 立方晶格最简单的晶格是立方体结构。 如图6.1这种晶格只要用一个边长为a的正立方体沿3个直角坐标轴方向重复即可得到整个空间点阵,a就称做点阵常数。通过任一格点,可以画出全同的晶面和某一晶面平行,构成一组晶面,所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏。这样一族晶面不仅平行,而且等距,各晶面上格点分布情况相同。

为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位,人们采用密勒指数标记法。先找出晶面在x、y、z3个坐标轴上以点阵常量为单位的截距值,再取3截距值的倒数比化为最小整数比(h∶k∶l),这个晶面的密勒指数就是(hkl)。当然与该面平行的平面密勒指数也是(hkl)。利用密勒指数可以很方便地求出一族平行晶面的间距。对于立方晶格,密勒指数为(hkl)的晶面族,其面 间距 hkl d可按下式计算:2 2 2l k h a d hkl + + = 图6.2立方晶格在x—y平面上的投影 如图6.2,实线表示(100)面与x—y平面的交线,虚线与点画线分别表示(110)面和(120)面与x—y平面的交线。由图不难看出 2、微波布拉格衍射 根据用X射线在晶体原子平面族的反射来解释X射线衍射效应的理论,如有一单色平行于X射线束以掠射角θ入射于晶格点阵中的某平面族,例如图4.2所示之(100)晶面族产生反射,相邻平面间的波程差为 θ sin 2 100 d QR PQ= +(6.1) 式(6.1)中 100 d是(100)平面族的面间距。若程差是波长的整数倍,则二反射波有相长干涉,即因满足

光的干涉和衍射的区别与联系

光的干涉和衍射的区别与联系 光学是物理学中较古老的一门应用性较强的基础性学 科,其中光的干涉与衍射现象是光学课程最主要的内容之一 : 也是现代光学的基础。如傅立叶光学,全息学,光传输和光波导等理论基础。 干涉和衍射现象是一切波动所特有的,也是用于判断某 种物质是否有波动性的判据。从理论上分析,干涉和衍射都是 光波发生相干叠加的结果。光波叠加的原理表述为对于真空中传播的光或在媒质中传播的不太强的光,当几列光波相遇时,其合成光波的光矢量E等于各分光波的光矢量E1,E2,E3, 的矢量和,即 E=E1+E2+E3 ....... =E Ei 而在相遇区外各列光波仍保持各自原有的特性频率 波长振动方向等和传播方向继续传播就好像在各自的路径上没有遇到其他的波一样。 在我们的日常生活中就有不少的干涉现象,例如,水面 上的油膜在太阳光的照射下呈现出五彩缤纷的美丽图像。 儿童吹起的肥皂泡在阳光下也显出五光十色的彩纹,这些都是光在薄膜上干涉所产生的图样。

光的干涉现象的广义定义为“两束(或多束)频率相同振动偏振方向一致振动位相差恒定的光在一定的空间 范围内叠加其光强度分布与原来两束或多束光的强度之和不同的现象。”为了突出“相干叠加”与“非相干叠加”在空间强度分布的明显的差别又有了狭义的定义 “满足一定条件的两束或多束光在空间叠加后其合振动有些地方固定的加强有些地方固定的减弱强度在 空间在有一种周期性的变化的稳定分布” 。 根据光源分成两束时所采用的方法不同干涉分为两种: (1)由波阵面造成的干涉将点光源发出的波阵面分割为两 个或两个以上的部分 使它们通过不同的光路后交叠起来。 (2)由振幅分割造成的干涉用半透膜等波阵面上同一点处的振幅分成两个或更多个部分然后使这些波相遇而叠加起来。 让我们在日常生活中来观察光的衍射现象伸出你的手 把两个指头并拢靠近眼睛通过指缝观看电灯灯丝使缝与灯丝平行可以看到灯丝两旁有明暗相间的并带有彩色 的平行条纹这就是光通过指缝产生的衍射现象。 光的直线传播和衍射现象是有内在联系的衍射现象是光的波动特性的最基本的表现光的直线传播不过是光 的衍射现象的极限而已。惠更斯菲涅尔原理指出。在同一

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

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

波的衍射和干涉

第十二章机械波 选修3-4 12、4波得衍射与干涉 【自主预习】 1.波可以________障碍物继续传播,这种现象叫做波得衍射.衍射就是波________得现 象.__________都能发生衍射现象,只就是有得明显,有得不明显而己.波得直线传播只 就是在衍射不明显时得近似. 2.只有当缝、孔得宽度或障碍物得尺寸跟波长________________,或者________________ 时,才能观察到明显得衍射现象. 3.几列波相遇时能够保持各自得________________,继续传播,即各自得波长、频率等________________.几列波相遇时,在它们重叠得区域里,介质得质点同时参与这几列波引起得振动,质点得位移等于几列波单独传播时引起得位移得__________,这就就是波得叠加. 4.频率相同得两列波叠加时,某些区域得________________、某些区域得 ________________,这种现象叫做波得干涉.产生干涉得两个必要条件:两列波得频率必须________,两个波源得相位差必须________________.一切波都能发生干涉,干涉也就是波所________得现象. 5.关于波得衍射现象,下列说法中正确得就是() A.某些波在一定条件下才有衍射现象 B.某些波在任何情况下都有衍射现象 C.一切波在一定条件下才有衍射现象 D.一切波在任何情况下都有衍射现象 6.下列现象属于波得衍射现象得就是() A.在空旷得山谷里喊叫,可以听到回声 B.“空山不见人,但闻人语响” C.“余音绕梁,三日而不绝” D夏日得雷声有时轰鸣不绝 7.关于波得叠加与干涉,下列说法中正确得就是() A.两列频率不相同得波相遇时,因为没有稳定得干涉图样,所以波没有叠加 B.两列频率相同得波相遇时,振动加强得点只就是波峰与波峰相遇得点 C.两列频率相同得波相遇时,介质中振动加强得质点在某时刻得位移可能就是零 D.两列频率相同得波相遇时,振动加强得质点得位移总就是比振动减弱得质点得位移大【自主预习】答案: 1.绕过特有一切波 2.相差不多比波长更小 3.运动特征保持不变矢量与 4.振幅加大振幅减小相同保持不变特有 5.D[衍射现象就是波在传播过程中所特有得特征,没有条件,故一切波在任何情况下都有衍射现象,只就是有得明显,有得不明显,故D正确.] 6.B 7.C[两列波相遇时一定叠加,没有条件,A错;振动加强就是指振幅增大,而不只就是波峰与波峰相遇,B错;加强点得振幅增大,仍然在自己得平衡位置两侧振动,故某时刻位移x可以就是振幅范围内得任何值,C正确,D错误.] 【典型例题】 知识点一对波得衍射得理解 【例1】(1)既然衍射就是波得特有现象,也就就是说一切波都会发生衍射现象,为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象?

高中物理 第十二章 第六节 波的干涉学案 新人教版选修34

第十二章机械波 6.波的干涉 【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所特有的现象. 【重点难点】 波的干涉图样和干涉条件 【课前预习】 1:大量的事实和实验表明:几列波相遇时均能够保持各自的运动状态继续传播,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位移的矢量和,这就是波的叠加原理。 2: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的现象称为波的干涉,形成的图样称为干涉图样;只有两个频率相同的波叠加时才会获得稳定的干涉图样。3:加强区质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区质点振幅等于两列波的振幅之差,当两列波的振幅相等时,质点的合振幅为零,且加强区和减弱区是间隔稳定分布的。 4:干涉是波的特有现象,故一切波均可发生干涉现象。 【预习检测】 1.两列波相叠加产生了稳定的干涉现象,得到了干涉图样,以下关于干涉的说法中正确的是() A.两列波的频率一定相等 B.振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的 C.振动加强与振动减弱处交替变化 D.振动加强区始终加强,振动减弱处始终减弱2.对声波的各种现象,以下说法中正确的是() A.在空房子里讲话,声音特别响,这是声音的共鸣现象 B.绕正在发音的音叉走一圈,可以听到忽强忽弱的声音,这是声音的干涉现象 C.古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响,属于声波的共鸣现象 D.把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声,属于声波的衍射现象 3.如图1(a)所示,两列相同的波相向传播,当它们相遇时,可能的波形是图1(b)中的() 图1

【参考答案】 【预习检测】 1.A 、B ,D 2A 、B 3.B 、C ▲ 堂中互动▲ 【典题探究】 例1在同一介质中两列频率相同,振动步调一致的横波互相叠加,则( ) A.波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的 B.振动最强的点经过4 1T 后恰好回到平衡位置,因而该点的振动是先加强,后减弱 C.振动加强区和减弱区相间隔分布,且加强区和减弱区不随时间变化 D.加强区的质点某时刻位移可能是零 解析:当频率相同,步调一致的两列波叠加时,若波峰与波谷叠加必为减弱点,A 项正确;振动加强点并不是指其位移就最大,有时可能为零.所以B 项错,C 、D 两项正确. 拓展: 任何频率的两列波都可叠加,但不一定形成稳定的干涉图样. 例2关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是( ) A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加 B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移s 可能是零 D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 解析:根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A 选项错.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇,所以B 选项错.振动加强的点仅是振幅加大,但仍在平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以选项C 正确,选项D 错误. 拓展: 本题关键要弄清波的干涉“加强”“减弱”的含义,加强的含义是“峰峰相遇”或“谷谷相遇”,而减弱的含义是“峰谷相遇”,振动加强是指对某质点来说振幅变大了,但仍处于振动当中,容易产生加强点总处于波峰处,谷谷相遇振动减弱等错误的想法. 例3如图中S 1和S 2是两个相干波源,由它们发出的波相互叠加,实线表示波峰,虚线表示波谷,则对a 、b 、c 三处质点的振动情况,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 处的振动永远相互减弱 解析:从图中可以看出,b 处此刻是波谷和波谷相遇,位移为负的最大值,振动是加强的.故选项A 错误,选项C 正确. a 处此刻是波峰与波峰相遇,但过半个周期后会变成波谷与波谷相遇,虽然始终是振动加强的点,但并非永远是波峰与波峰相遇的点,因此选项B 是错误的. c 处此刻是波峰与波谷相遇,过半个周期后是波谷与波峰相遇,它们的振动永远互相减弱,选项D 是正确的.

高中物理-波的衍射与波的干涉

波的衍射与波的干涉 波的衍射 波的衍射指波在传播过程中,遇到障碍物后,能绕过障碍物;或遇到缝隙时传播方向发生变化的现象。 波的衍射与波的干涉都是波的重要特性之一,这是波动与其他运动模式的主要区别。 波的衍射图像 波的干涉 波的干涉指的是,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,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。 波的干涉,实际上与波的叠加原理是一致的,只不过波的干涉更加特殊,必须满足相应的条件。而且我们考虑波的干涉时并不是单独一个波形的叠加,而是空间内众多波形的叠加情况。 波的干涉的前提条件 产生干涉的一个必要条件是,两列波(源)的频率以及振动方向必须相同并且有固定的相位差。如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差(相差),相互叠加时波上各个质点

的振幅是随时间而变化的,没有振动总是加强或减弱的区域,因而不能产生稳定的干涉现象,不能形成干涉图样。 波的干涉图样 波的干涉所形成的图样叫做干涉图样,是非常好的理解波的干涉的工具。 下面我们通过波的干涉图样来进一步理解波的干涉。如下图所示,为两个完全相同的波(S1与S2)在平面内的传播。 如果用实线来描述波峰,虚线表示波谷。根据波的叠加原理,在平面内图像中的波峰与波峰(以及波谷与波谷)的交汇处,为振动加强点。 与之对应的是,波峰与波谷的交汇处,振动削弱。这样,就犹如波的干涉的定义描述的那样:波的干涉指的是,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,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。 可能上面的图像太复杂了,不好辨识出来。那么接下来我们通过一部分干涉图像来分析。如下图所示,同样为两个完全相同的波(S1与S2)在平面内的传播。实线来描述波峰的,显然波谷就是相邻的两条实线中间的位置(没有画出来)。

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

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