高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射教案鲁科版选修3_4
鲁科版高中物理选修3-4教案 2.3波的干涉与衍射
3、波的干涉与衍射【教学目标】：1.知识与技能（1）知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。
（2）知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象；知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道衍射现象的特点。
（3）知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。
2.过程与方法：通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。
通过观察波的独立前进，波的叠加和水波的干涉现象，认识波的干涉条件及干涉现象的特征3.情感态度价值观：经过运用惠更斯原理解释波的反射和折射现象，体验从理论上研究物理问题的严谨性。
【教学重点】：波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件惠更斯原理，波的反射和折射规律【教学难点】：对稳定的波的干涉图样的理解【教学器材】：水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪，flash课件【教法学法】：计算机和实验辅助教学问题【教学过程设计】1.引入新课上一节课我们学习了惠更斯原理，知道波在传播中的任何一个时刻的波面形状都可以用子波包络面来推算出来。
那么让我们来设想一下这样一个情况：向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。
当波纹遇到障碍物后会怎样？如果同时投入两个小石子，形成了两列波，当它们相遇在一起时又会怎样？本节课就要通过对现象的观察，结合惠更斯原理，对以上现象进行初步解释。
【板书】：2.波的衍射【板书】：(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。
由此给出波的衍射定义。
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。
【板书】：(2)发生明显波的衍射的条件在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察：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。
2.3《波的干涉和衍射》教案1(鲁科版选修3-4)
2．3《波地干涉和衍射》学案【学习目标】<1）知道波地叠加原理，知道什么是波地干涉条件、干涉现象和干涉图样；<2）知道什么是波地衍射现象，知道波发生明显衍射现象地条件；<3）知道干涉现象、波地衍射现象都是波所特有地现象.【学习重点】波地叠加原理、波地干涉条件、干涉现象和干涉图样、波发生明显衍射现象地条件.【知识要点】一、波地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地情形完全一样，这两列波互不干扰.两列波相遇时，在波地重叠区域，任何一个质点地总位移，都等于两列波分别引起地位移地矢量和.二．、波地干涉一般地说，振动频率、振动方向都不相同地几列波在介质中叠加时，情形是很复杂地.一种最简单地但却是最重要地情形，就是两个振动方向、振动频率都相同地波源所发出地波地叠加.1）做波地干涉：频率相同地波，叠加时形成某些区域地振动始终加强，另一些区域地振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱地区域相互间隔，这种现象叫做波地干涉.形成地图样叫做干涉图样.<2）特点：干涉现象是一切波都具有地现象.<3）产生条件：两列波地频率必须相同.只有两个频率相同、振动方向相同地波源发出地波，叠加时才会获得稳定地干涉图样，这样地波源叫做相干波源，它们发出地波叫做相干波.三、波地衍射<1）波地衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波地衍射.<2）衍射现象地条件只有缝、孔地宽度或障碍物地尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显地衍射现象.一切波都能发生衍射，衍射是波地特有现象.能够引起听觉地声波范围是20Hz～20 000Hz.【典型例题】例题1：如图所示，S为在水面上振动地波源，M、N为在水面上地两块挡板，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，可采用地方法是 < ）A．使波源地频率增大B．使波源地频率减小C．移动N使狭缝地距离减小D．移动N使狭缝地距离增大解读：减小波源地频率，波长增大；移动N使狭缝地距离减小都可以使衍射现象更加明显.故BD正确.【达标训练】1．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同地两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点分别位于S1、S2连线地中垂线上，且ab＝bc.某时刻a是两列波地波峰相遇点，c是两列波地波谷相遇点，则A a处质点地位移始终为2AB c处质点地位移始终为－2AC b处质点地振幅为2AD a处质点地振幅为2A2．如图所示是波遇到小孔或障碍物后地图像,图中每两条实线间地距离表示一个波长,其中正确地图像是( >.3．如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出地波地波峰位置，则图中地＿＿＿＿＿点为振动加强地位置，图中地＿＿＿＿＿点为振动减弱地位置．4．石块落入水中,激起水波使浮在湖面上地小木块在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地树叶恰好开始振动,由此可知,水波地波长为________m,波速地大小为________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地波地波峰和波谷.关于图中所标地a、b、c、d 四点，下列说法中正确地有< ）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质点地振动始终是最弱地， b、c、d质点地振动始终是最强地D．再过T/4后地时刻a、b、c三个质点都将处于各自地平衡位置，因此振动最弱6、如图所示，波源S1在绳地左端发出频率为f1、振幅为A1地半个波形a，同时另一个波源S2在绳地右端发出频率为f2、振幅A2地半个波形b，f1<f2，P为两个波源连线地中点，已知机械波在介质地传播速度只由介质本身地性质决定，则下列说法中正确地是<）A．两列波将不同时到达P点B．两列波在P点叠加时P点地位移最大可达到A1+A2C．a地波峰到达S2时，b地波峰还没有到达S1D．两列波相遇时，绳上位移可达A1+A2地点只有一个，此点在P点地左侧参考答案：1．CD；2．B；3．b，a；4．10/3,20/3；5.BC；6.D申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。
高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射教案鲁科版选修3-4
第3节波干预和衍射课堂互动三点剖析一、波叠加原理和干预现象波叠加：几列波在相遇时能够保持各自运动状态继续传播，在它们重叠区域里，介质质点同时参与这几列波引起振动，质点位移等于这几列波单独传播时引起位移矢量和.两列波要产生干预，频率一样是首要条件.振动加强或振动减弱判断有以下两种判断法：振动情况完全一样两波源产生波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源距离差为Δr，那么当Δr=2k·λ/2时为加强点；当Δr=〔2k+1〕·λ/2时为减弱点〔k=0，1，2，…〕.假设两波源振动步调相反，那么上述结论相反.假设某点总是波峰与波峰〔或波谷与波谷〕相遇，该点为加强点.假设总是波峰与波谷相遇，那么为减弱点.【例1】如图2-3-1所示，沿一条直线相向传播两列波振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现波形是图2-3-2所示〔〕图2-3-2解析：当两列波前半个波形〔或后半个波形〕相遇时，根据波叠加原理，在前半个波形〔或后半个波形〕重叠区域内所有质点振动合位移为零，而两列波后半个波形〔或前半个波形〕保持不变，B正确.当两列波完全相遇时〔即重叠在一起〕，由波叠加原理可知，所有质点振动位移均等于每列波单独传播时引起位移矢量和，使得所有质点振动位移加倍.C正确. 答案：BC二、波衍射1.衍射是波特有现象，一切波都会产生衍射现象，当波碰到障碍物时，衍射现象总是存在，只是有明显有不明显而已.平常见到某些波，用肉眼直接观察，几乎看不到衍射现象，并不是没发生衍射现象，只是不太明显，这是由于障碍物太大缘故.实验事实说明，对同一列波而言，障碍物或孔尺寸越小衍射越明显.障碍物或孔尺寸比波长小，或跟波长差不多.〔1〕障碍物或孔尺寸大小，并不是决定衍射能否发生条件，仅是衍射现象是否明显条件.一般情况下，波长较大波容易产生显著衍射现象.〔2〕波传到小孔〔或障碍物〕时，小孔〔或障碍物〕仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率波〔称为子波〕在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播衍射现象.〔3〕当孔尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波能量很弱，衍射现象不容易观察到.【例2】以下关于波衍射说法正确是〔 〕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解析：1.7 cm 到17 m 之间，一般常见障碍物或孔大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D 也是正确.答案：ABD各个击破类题演练1关于波叠加和干预，以下说法中正确是〔 〕A.两列频率不一样波相遇时，因为没有稳定干预图样，所以波没有叠加B.两列频率一样波相遇时，振动加强点只是波峰与波峰相遇点C.两列频率一样波相遇时，如果介质中某点振动是加强，某时刻该质点位移s 可能是零D.两列频率一样波相遇时，振动加强质点位移总是比振动减弱质点位移大解析：根据波叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A 错.两列频率一样波相遇时，振动加强点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以B 错.振动加强点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零时刻，所以选项C 正确，选项D 错误.答案：C变式提升1在同一介质中两列频率一样、振动步调一致横波互相叠加，那么〔 〕41T 后恰好回到平衡位置，因而该点振动是先加强，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解析：振动加强点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，位移是变化，所以选项B 错误. 答案：ACD类题演练2如图2-3-3是观察水面波衍射实验装置，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，那么波经过孔之后传播情况，以下描述中正确是〔 〕图2-3-3C.如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显衍射现象D.如果孔大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析：根据能有明显衍射现象条件：障碍物或孔尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB 尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波衍射现象，A 正确.因为穿过挡板小孔后波速不变，频率一样，所以波长也一样，B 正确.假设将孔AB 扩大，将可能不满足明显衍射现象条件，就有可能观察不到明显衍射现象，C 正确.假设将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象条件，也有可能观察不到明显衍射现象，D 错误.答案：ABC变式提升2在做水波通过小孔衍射演示实验时，激发水波振动频率为5 Hz ，水波在水槽中传播速度为0.05 m/s ，为使实验效果明显，使用小孔直径d 不能超过_______________m.解析：水波波长λ=f v =0.01 m.由发生明显衍射现象条件可知，小孔直径d 不能超过λ. 答案：h。
「精品」高中物理第2章机械波第34节波的干涉和衍射多普勒效应及其应用教学案鲁科版选修3_4
第3、4节波的干涉和衍射__多普勒效应及其应用1．两列波相遇会发生叠加，当两列波频率和振动方向相同时，会发生波的干涉。
在干涉区域，振动加强的点总是加强的，振动减弱的点总是减弱的。
2．波的衍射是波绕过障碍物或通过孔隙继续向前传播的现象。
当障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多或比波长小时会发生明显的衍射。
3．干涉和衍射是波特有的现象，不仅机械波能衍射和干涉，电磁波也能衍射和干涉。
4．当波源与观察者互相靠近或互相远离时，接收到的波的频率发生变化的现象，这就是多普勒效应。
对应学生用书P241．波的叠加原理(1)波的独立传播特性：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，相遇的波一旦脱离接触又会恢复原来的运动状态继续传播。
(2)波的叠加原理：波在相遇的区域里，介质内部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存在时到达该处引起的位移的叠加(矢量和)。
2．波的干涉(1)定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象。
(2)干涉图样：波的干涉中所形成的图样，如图231所示。
图231(3)干涉条件：频率和振动方向相同的波。
(4)一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。
[跟随名师·解疑难]1．干涉图样的特点(1)加强区和减弱区的位置固定不变。
(2)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)。
(3)加强区与减弱区互相间隔。
2．振动加强点和减弱点的判断(1)从振幅判断：振幅为两列波的振幅之和的点为加强点，加强点连成的区域为加强区；振幅为两列波的振幅之差的点为减弱点，减弱点连成的区域为减弱区。
(2)从条件上判断：振动方向始终相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离之差为Δr ，那么当Δr ＝k λ(k ＝0,1,2…)时该点为加强点，当Δr ＝k λ＋λ2(k ＝0,1，2…)时为减弱点，若两波源振动方向始终相反，则上述结论正好相反。
高考物理 第2讲 机械波教案 鲁科版选修3-4-鲁科版高三选修3-4物理教案
第2讲机械波知识排查机械波横波和纵波定义机械振动在介质中的传播形成机械波产生条件(1)波源；(2)介质形成原因介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动横波振动方向与传播方向垂直的波，如绳波分类纵波振动方向与传播方向平行的波，如声波波速、波长和频率的关系1.波长λ：沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离。
2.频率f：与波源的振动频率相等。
3.波速v：波在介质中的传播速度。
4.波速与波长和频率的关系：v＝λf。
波的图象1.坐标轴的意义：横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的位移。
2.图象的物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。
图1波的干涉和衍射现象多普勒效应1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或条件两列波的频率和振动方向相同相差不多振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳波绕过障碍物或通过孔隙继续传播现象定分布的现象(1)条件：波源和观察者之间有相对运动。
(2)现象：观察者接收到的频率发生变化。
(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化。
小题速练1.(多选)关于机械振动与机械波，下列说法正确的是( )A.机械波的频率等于振源的振动频率B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析 机械波的频率是振源的振动频率，故A 正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，故B 错误；机械波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，故C 错误；由v ＝λT可知，在一个周期内沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，故D 正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，故E 正确。
答案 ADE2.(多选)如图2所示为一横波在某时刻的波形图，已知质点F 此时运动方向如图，则( )图2A.波向左传播B.质点H 与质点F 的运动方向相同C.质点C 比质点B 先回到平衡位置D.此时质点C 的加速度为零E.此时速度大小最大的质点是A 、E 、I解析 由“上下坡法”可得，选项A 正确；质点H 与质点F 的运动方向相反，选项B 错误；质点B 运动方向向上，因此质点C 比质点B 先回到平衡位置，选项C 正确；此时质点C 的加速度最大，速度为零，选项D 错误；平衡位置处质点速度最大，选项E 正确。
2020学年高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用学案鲁科版选修3_4
第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用1.理解波的叠加原理．(重点＋难点)2.知道什么是波的干涉现象及其产生的条件．(重点＋难点)3.知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射的条件．(重点)4.知道干涉、衍射是波所特有的现象，并能解释有关问题．5.了解什么是多普勒效应及其产生的原因和应用．一、波的干涉现象1．波的叠加原理(1)波的独立传播特性：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，相遇的波一旦脱离接触又会按照原来的运动状态继续传播．(2)波的叠加原理：波在相遇的区域里，介质内部的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠加(矢量和)，如图所示．2．波的干涉(1)实验及现象①实验：波源是固定在同一个振动棒上的两个小球，当振动棒带动两个小球振动时，将会产生振动方向和振动频率都相同的两列水波．②现象：在振动的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展开的相对平静的区域和剧烈振动的区域，这两种区域相互交替，并且出现的位置是固定的．(2)现象解释①加强区：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和．加强点形成的区域是加强区．②减弱区：在某些点两列波引起的振动始终消弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，减弱点形成的区域是减弱区．若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，水面保持平静．(3)波的干涉①定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象．②干涉图样：波的干涉中所形成的图样．如图所示．③干涉条件：频率和振动方向相同的波．④一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象．1．(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)不是所有的波都能发生干涉．( )提示：(1)×(2)√(3)×二、波的衍射现象1．定义：波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象．2．实验及现象(1)实验：在水槽里放两块挡板，挡板之间留一狭缝，改变狭缝宽度．在板后产生持续的平面波，并保持波长不变．(2)现象①狭缝宽度远大于水波波长时：没有明显的衍射现象．②当狭缝的宽度接近水波的波长时，水波在狭缝的边缘发生了弯曲．③当狭缝的宽度更接近水波的波长时，水波通过狭缝后成为近似于点波源发出的球面波，衍射现象更加明显．3．发生明显衍射的条件：障碍物、狭缝或小孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小．4．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象．2．(1)“闻其声而不见其人”，是指声波的衍射现象．( )(2)缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象．( )(3)一切波都能发生衍射现象．( )提示：(1)√(2)×(3)√三、多普勒效应1．多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的频率发生变化的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相对静止时，观察者观测到的频率等于波源振动的频率．(2)波源与观察者相互靠近时，观察者观测到的频率大于波源的的频率，即观察到的频率变大．(3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．3．多普勒效应的应用(1)多普勒测速仪．(2)彩色超声多普勒心动图仪．(3)用电磁波的多普勒效应可以确定目的物的距离、方位、速度等，这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用．3．(1)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)只有横波才能发生多普勒效应．( )(3)只有声波才能发生多普勒效应．( )提示：(1)×(2)×(3)×对波的干涉的理解1．波的干涉的理解(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加，但干涉必须是满足一定条件的两列波叠加后形成的现象．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．(3)干涉图样及其特征①干涉图样：如图所示．。
2018_2019学年高中物理第2章机械波第3讲波的干涉和衍射多普勒效应及其应用学案鲁科版选修3_4
第3讲波的干涉和衍射多普勒效应及其应用[目标定位] 1.理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果.2.知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱点的振动情况.3.知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件.4.会用波的衍射、干涉现象解释相关问题.5.了解多普勒效应，能用多普勒效应解释一些物理现象．一、波的干涉现象1．波的叠加原理：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，在相遇的区域里，介质内部的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠加，相遇的波一旦脱离接触又会按照原来的运动形状传播．2．波的干涉：(1)定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象，叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样．(2)产生干涉的条件：只有频率和振动方向相同的波才可能互相干涉．(3)干涉现象是波的重要特征之一．想一想在波的干涉中，振动加强的点和振动减弱的点的振动情况是怎样的？是不是振动减弱的点始终位于平衡位置不动？答案在波的干涉中，振动加强的点是指两列波在该点的振动方向始终相同，因而使该点以两列波的振幅之和作为新的振幅做简谐运动；而振动减弱的点是指两列波在该点的振动方向始终相反，因而使该点以两列波的振幅之差作为新的振幅做简谐运动．只有当两列波的振幅相等时，所形成的干涉中的振动减弱的点的振幅才为零，此时该点表现为始终处于平衡位置不动．二、波的衍射现象1．定义：波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象．2．发生明显衍射现象的条件：障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时．3．一切波都能发生衍射现象，衍射是波特有的现象．三、多普勒效应及其应用1．多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的频率发生变化的现象．2．成因(1)当声源和观察者相对介质都不动(即二者没有相对运动)时，观察者接收到的声音频率等于声源的频率．(2)当观察者靠近声源时，观察者在1s内接收到完全波的个数就会增多，也就是接收到的声音频率增大，听到的音调变高．(3)当观察者远离声源时，在单位时间里接收到完全波的个数就会减少，也就是接收到的声音频率减小，听到的声音音调变低．3．多普勒效应是波共有的特征．4．应用：(1)多普勒测速仪；(2)彩色超声多普勒心动图仪；(3)跟踪目的物．想一想当汽车远离观察者时，听到的汽车的声音越来越小，这种现象就是多普勒效应吗？答案不是．多普勒效应指的是接收到的频率的变化情况，即音调的变化情况；而声音大小指的是响度．一、对干涉现象的理解1．波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加．2．稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列波的频率相同、振动方向相同．3．干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图1所示图1(2)特点①加强区和减弱区的位置固定不变．②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)．③加强区与减弱区互相间隔．4．振动加强点和减弱点(1)加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，A＝A1＋A2.(2)减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A＝|A1－A2|.。
高中物理第2章机械波第节波的干涉和衍射多普勒效应及其应用教学案鲁科版选修35
第3、4节波的干涉和衍射__多普勒效应及其应用1．两列波相遇会发生叠加，当两列波频率和振动方向相同时，会发生波的干涉。
在干涉区域，振动加强的点总是加强的，振动减弱的点总是减弱的。
2．波的衍射是波绕过障碍物或通过孔隙继续向前传播的现象。
当障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多或比波长小时会发生明显的衍射。
3．干涉和衍射是波特有的现象，不仅机械波能衍射和干涉，电磁波也能衍射和干涉。
4．当波源与观察者互相靠近或互相远离时，接收到的波的频率发生变化的现象，这就是多普勒效应。
对应学生用书P241．波的叠加原理(1)波的独立传播特性：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，相遇的波一旦脱离接触又会恢复原来的运动状态继续传播。
(2)波的叠加原理：波在相遇的区域里，介质内部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存在时到达该处引起的位移的叠加(矢量和)。
2．波的干涉(1)定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象。
(2)干涉图样：波的干涉中所形成的图样，如图231所示。
图231(3)干涉条件：频率和振动方向相同的波。
(4)一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。
[跟随名师·解疑难]1．干涉图样的特点(1)加强区和减弱区的位置固定不变。
(2)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)。
(3)加强区与减弱区互相间隔。
2．振动加强点和减弱点的判断(1)从振幅判断：振幅为两列波的振幅之和的点为加强点，加强点连成的区域为加强区；振幅为两列波的振幅之差的点为减弱点，减弱点连成的区域为减弱区。
(2)从条件上判断：振动方向始终相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离之差为Δr ，那么当Δr ＝k λ(k ＝0,1,2…)时该点为加强点，当Δr ＝k λ＋λ2(k ＝0,1，2…)时为减弱点，若两波源振动方向始终相反，则上述结论正好相反。
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第3节波的干涉和衍射
课堂互动
三点剖析
一、波的叠加原理和干涉现象
波的叠加：几列波在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位移的矢量和.
两列波要产生干涉，频率相同是首要条件.振动加强或振动减弱的判断有以下两种判断法：
1.条件判断法
振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，那么当Δr=2k·λ/2时为加强点；当Δr=（2k+1）·λ/2时为减弱点（k=0，1，2，…）.若两波源振动步调相反，则上述结论相反.
2.现象判断法
若某点总是波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇，该点为加强点.若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点.
【例1】如图2-3-1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图2-3-2所示的（）
图2-3-2
解析：当两列波的前半个波形（或后半个波形）相遇时，根据波的叠加原理，在前半个波形（或后半个波形）重叠的区域内所有的质点振动的合位移为零，而两列波的后半个波形（或前半个波形）保持不变，B正确.当两列波完全相遇时（即重叠在一起），由波的叠加原理可知，所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和，使得所有的质点振动的位移加倍.C正确.
答案：BC
二、波的衍射
1.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，衍射现象总是存在的，只是有的明显有的不明显而已.平常见到的某些波，用肉眼直接观察，几乎看不到衍射现象，并不是没发生衍射现象，只是不太明显，这是由于障碍物太大的缘故.实验事实表明，对同一列波而言，障碍物或孔的尺寸越小衍射越明显.
2.发生明显衍射的条件
障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长差不多.
（1）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.
（2）波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛一个新的波源，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.
（3）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.
【例2】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是由于声波波长较大
解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A 对C 错.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，所以选项B 是正确的.声波的波长在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，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D 也是正确的. 答案：ABD
各个击破
类题演练1
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 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 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. 答案：C
变式提升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：振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，位移是变化的，所以选项B 错误.
答案：ACD
类题演练2
如图2-3-3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）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（ ）
图2-3-3
A.此时能明显观察到波的衍射现象
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，能更明显地观察到衍射现象
解析：根据能有明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB 的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，A 正确.
因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，B 正确.
若将孔AB 扩大，将可能不满足明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，C 正确.
若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象的条件，也有可能观察不到明显的衍射现象，D 错误.
答案：ABC
变式提升2
在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振动频率为 5 Hz ，水波在水槽中传播速度为0.05 m/s ，为使实验效果明显，使用小孔直径d 不能超过_______________m. 解析：水波波长λ=
f
v =0.01 m.由发生明显衍射现象的条件可知，小孔直径d 不能超过λ. 答案：0.01h。