2.4 波的衍射和干涉 习题
光学练习题光的干涉和衍射计算
光学练习题光的干涉和衍射计算光学练习题：光的干涉和衍射计算在光学领域中，干涉和衍射是两个重要的现象。
干涉是指光波的叠加，而衍射是指光波通过一个小孔或者由一些障碍物组成的小孔时所发生的弯曲现象。
本文将通过一些光学练习题来帮助读者更好地理解光的干涉和衍射。
练习题一：单缝衍射假设一束波长为λ的单色光以近似平行的光线通过一个宽度为b的狭缝，距离屏幕的距离为D。
计算在屏幕上距离中央亮纹的距离为y 的位置，光的强度与y的关系。
解答：单缝衍射的衍射角θ可以通过衍射公式求得：sinθ = mλ / b其中，m为整数，表示衍射的级次。
由衍射角可以推导出亮纹间距d：d = y / D = λ / b根据亮纹间距d与y的关系可得：y = mλD / b光的强度与y的关系可以通过振幅叠加原理得到，即所有衍射波的振幅的平方和。
练习题二：双缝干涉考虑一束波长为λ的单色光以近似平行的光线通过一个双缝系统，两个缝的间距为d。
计算在屏幕上距离中央亮纹的距离为y的位置，光的强度与y的关系。
解答：双缝干涉的干涉角θ可以通过干涉公式求得：sinθ = mλ / d其中，m为整数，表示干涉条纹的级次。
由干涉角可以推导出亮纹间距D：D = y / d = λ / d根据亮纹间距D与y的关系可得：y = mλD / d光的强度与y的关系同样可以通过振幅叠加原理得到。
练习题三：杨氏实验杨氏实验是一种通过干涉现象测量光波波长的方法。
实验装置如下图所示：（图略）其中，S为光源，P为偏振器，L为透镜，SS'为狭缝，NN'为接收屏。
在一定条件下，可以观察到一系列等距的干涉条纹。
题目：假设在经过透镜前的光束为平行光，透镜到接收屏的距离为L，狭缝到接收屏的距离为D。
计算干涉条纹间距d与波长λ的关系。
解答：在杨氏实验中，根据几何关系可以推导出干涉条纹间距d与波长λ的关系：d = λL / D这个关系式可以用于测量光波的波长。
练习题四：薄膜干涉当一束光波从一个介质到达另一个介质时，由于介质的折射率不同，导致光波发生反射和透射。
光的干涉和衍射练习题计算干涉和衍射的光强分布
光的干涉和衍射练习题计算干涉和衍射的光强分布首先，让我们回顾一下光的干涉和衍射。
光的干涉是指两束或多束光波叠加在一起形成干涉图样的现象，而光的衍射是指光通过一个小孔或者绕过一个障碍物后产生的弯曲或扩散的现象。
我们将通过一些练习题来计算干涉和衍射的光强分布。
练习题1：单缝衍射设有一个宽度为a的单缝，缝宽为d，光波的波长为λ，观察屏幕与缝的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：根据夫琅禾费衍射公式，我们可以计算出在屏幕上某一点的光强分布。
公式如下：I(θ) = I0 * (sin(πd sinθ / λ)/(πd sinθ /λ))^2其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表缝的中央处光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题2：双缝干涉设有两个宽度为a的缝，缝宽为d，两缝间距为D，光波的波长为λ，观察屏幕与缝的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：公式如下：I(θ) = 4I0 * cos^2(πd sinθ / λ) * cos^2(πD sinθ / λ) / (π^2 (d sinθ /λ)^2)其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表缝的中央处光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题3：菲涅尔双棱镜干涉设有一对菲涅尔双棱镜，棱镜角为α，光波的波长为λ，观察屏幕与双棱镜的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：根据菲涅尔双棱镜干涉的理论，我们可以计算出在屏幕上某一点的光强分布。
公式如下：I = I0 * (sin(πα sinθ / λ)/(πα sinθ / λ))^2其中，I代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表双棱镜两个棱镜面的光强的最大值，θ代表观察角度。
练习题4：衍射光栅设有一个衍射光栅，光栅常数为d，光波的波长为λ，观察屏幕与光栅的距离为L。
求在屏幕上某一点的光强分布。
解答：公式如下：I(θ) = I0 * (sin(Nπd sinθ / λ)/(Nπd sinθ /λ))^2 * (sin(πd sinθ / λ)/(πd sinθ /λ))^2其中，I(θ)代表在观察屏幕上观察到的光强，I0代表光栅刻痕的光强的最大值，N代表光栅的阶数，θ代表观察角度。
(精品讲义)波的衍射和干涉word版含答案2
第4节波的衍射和干涉波的衍射[探新知·基础练]1．波的衍射定义波可以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。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．一切波均会发生衍射现象。
(√)2．衍射不需要条件，只有明显衍射才有条件限制。
(√)3．波长长的机械波不易发生衍射现象。
(×)[释疑难·对点练]1．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。
2．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着的衍射现象。
[试身手]1．如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图)，其中能发生明显衍射现象的有()A．②④B．①④C．②③D．①③解析：选A发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，由题图可知，②、④图能明显发生衍射现象，而①、③图不能，故选A。
波的叠加[探新知·基础练]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。
人教版高中物理练习题-波的干涉和衍射(基础)
【巩固练习】 一、选择题1、利用发波水槽得到的水面波形如a ,b 所示，则（ ）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 显示了波的干涉现象2、(2015 湖北八市联考) 如图所示，甲图为沿x 轴传播的一列简谐横波在t =0时刻的波动图象，乙图是x =2 m 处质点P 的振动图象，下列判断正确的是( )A. 该波的传播速率为4m/sB. 该波沿x 轴正方向传播C. 经过0.5s ，质点P 沿波的传播方向移动2mD. 若遇到3m 的障碍物，该波能发生明显的衍射现象3、两波源12S S 、在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）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.a点的振动始终加强D.a点的振动始终减弱4、如图所示，S1和S2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，对于a、b、c三个介质质点的振动情况，下列判断正确的是（）A．b处振动永远互相减弱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处的振动永远互相减弱5、频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，）, v表示接收器接收到的频率。
若u增大，则（）V表示声波的速度（u VA. v增大，V增大B. v增大，V不变C. v不变，V增大D. v减小，V不变6、下列说法正确的是( )A. 若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小B. 声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C. 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多D. “闻其声不见其人”是声波的干涉现象7、如图所示为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面的情形，则（）A. 该波源正在移向a点B. 该波源正在移向b点C. 在a处观察波的频率变低D. 在b处观察波的频率变低8、一列连续鸣笛的火车高速从铁道上通过,则在铁道边上的人听到的笛声应为( )A. 某一不变频率的笛声B. 车头经过前笛声频率变高，车头经过后笛声频率变低C. 车头经过前笛声频率变低，车头经过后笛声频率变高D. 频率时高时低周期性变化的笛声9、（2016 上海模拟）两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
高中物理 第章 机械波 第4节 波的衍射和干涉练习高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校波的衍射和干涉[A组素养达标]1．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是( )A．某些波在一条件下才有衍射现象B．不是所有的波在任何情况下都有衍射现象C．一切波在一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解析：衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确．答案：D2．关于波的干涉，下列说法正确的是( )A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳的干涉C．能产生稳的干涉现象的波频率一相同D．干涉是机械波特有的现象解析：干涉是波特有的性质，任何波只要满足相干条件都能产生干涉现象．答案：C3．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，介质中振动的质点在某时刻的位移可能是零D．两列频率相同的波相遇时，振动的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大解析：两列波相遇时一叠加，没有条件，A错误；振动是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错误；点(减弱点)的振幅增大(减小)，质点仍然在自己的平衡位置两侧振动，故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值，C正确，D错误．答案：C4．两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是( ) A．a向上，b向下B．a向下，b向上C．a、b都静止D．a、b都向上解析：a、b质点的振动方向是两列波振动的叠加，根据波的传播方向和波形图，可判知质点的振动方向，选项B正确．答案：B5．(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是( )A．质点P的振动有时是减弱的B．质点P的振动始终是的C．质点P的振幅最大D．质点P的位移始终最大解析：P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是的，A错误，B正确；质点P处于振动区，振幅最大，C正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，D错误．答案：BC6．小有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是( )A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的水波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．答案：B7．(多选)波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是( )A．波长为60 m的声波比17 m的声波传播速度慢B．波长为60 m的声波比17 m的声波频率小C．波长为60 m的声波比17 m的声波易发生明显衍射D．波长为17 m的声波不能发生衍射解析：不管波长为多少，声波在空气中的传播速度都约为340 m/s，由波长、波速、频率关系v＝λf可知，波长越长，频率越小，所以A错，B对．由发生明显衍射的条件可知，波长越长，越容易发生明显衍射，C对．任何波都可以发生衍射，D错．答案：BC8．如图所示，O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( ) A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．阴影Ⅲ以外区域解析：由题图中可以直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多．根据波发生明显衍射的条件知，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故阴影Ⅰ区域内水面无波形；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影Ⅲ、Ⅱ区域内存在明显的衍射波形，故B选项正确．答案：B9．在图中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A＝5 cm，频率均为f＝100 Hz，当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v＝10 m/s，判断P点为振动点还是振动减弱点？解析：A到P与B到P的波程差为Δx＝25 m－15 m＝10 m．这两列波的波长为λ＝vf＝10100m＝0.1 m．10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为减弱点．答案：减弱点[B组素养提升]10．如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，实线相交点为A、B、C、D，虚线表示波谷位置，对图中正方形的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是( )A．a、b点振动，c、d点振动减弱B．a、c点振动，b、d点振动减弱C．a、d点振动，b、c点振动减弱D．a、b、c、d点振动都解析：当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条线、一条减弱线……即线、减弱线彼此相间隔的稳的干涉图样，图中实线相交点A、B、C、D，即波峰与波峰相遇，都是振动点，可知B、D决的直线为线，过A、C平行于BD直线的两条直线也是线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两线之间，为减弱线，故b、d两点的振动减弱．答案：B11．(多选)如图所示，S1、S2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，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出( ) A．P点到两波源的距离差于1.5λB．P点始终不振动C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一传到P点解析：振动减弱点到两波源距离差于半波长的奇数倍，根据P点所处虚线的位置可知，P点到S1、S2的距离之差为1.5λ，选项A正确；两波源振动情况相同，故P点振幅为零，P点始终为振动减弱点，选项B正确，选项C错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷也一传播到P 点，选项D 正确．答案：ABD12．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m ．有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰．(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖直的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30 m 的桥洞，桥墩直径为3 m ，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3 m 宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？ 解析：(1)由题意知：周期T ＝6020 s ＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m ，λ＝4811m.由v ＝λT 得，v ＝4811×3 m/s ＝1611m/s.(2)由于λ＝4811 m ，大于竖直电线杆的直径，所以此波通过竖直的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)(4)由于λ＝4811 m>3 m ，所以此波无论是通过直径为3 m 的桥墩，还是通过宽为3 m 的涵洞，都能发生明显衍射现象．答案：(1)4811 m 1611 m/s (2)会 (3)能 (4)能[C 组 学冲刺]13．甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A 、B 两点沿x 轴相向传播，t ＝0时的波形图象如图所示，如果两列波的波速都是10 m/s ，求：(1)甲、乙两列波的频率各是多少？(2)第几秒末两列波相遇？相遇时C 、D 两点间有哪些位移最大？ 解析：(1)由图知λ＝4 m ，又因v ＝10 m/s所以由f ＝v λ得f ＝104Hz ＝2.5 Hz故甲、乙两列波的频率均为 2.5 Hz. (2)设经t 时间两波相遇，则2vt ＝4 m 所以t ＝42×10 s ＝0.2 s又因T ＝1f ＝12.5s ＝0.4 s故两列波分别向前传播λ2相遇，此时两列波的图象如图中的虚线所示．故C、D间有x＝5 m和x＝7 m处的点位移最大．答案：(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)0.2 s x＝5 m与x＝7 m处的点位移最大。
波的反射、折射、干涉、衍射和驻波练习题
二、波的反射、折射、干涉、衍射和驻波练习题一、选择题1、下列说法中正确的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．障碍物或孔越小越易产生衍射C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象2、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（）A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇前后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰3、关于波的干涉，下列说法中正确的是（）A．只有横渡才能产生干涉，纵波不能产生干涉B．只要是波都能产生稳定的干涉C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列的频率相等，振动情况相同就能产生稳定干涉4、下述关于声波的传播速度中正确的说法是（）A．声波的频率越高，传播速度越大B．声波振幅越大，传播速度越大C．声波传播速度只由介质决定D．在空气中声速约是340m／s5、一列声波由空气传到水中（）6、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，以下哪种情况能使衍射现象更明显？（）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7、下面关于驻波的说法中正确的有（）A．形成驻波的各质点振幅是一样的B．两个波节（或波腹）之间的距离等于半个波长C．驻波在每一段中各点振动步调是相同的D．利用形成的驻波可测定波长二、填空题8、一个人在高处用望远镜注视地面上的木工以每s1次的频率钉钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作，当木工停止击锤后，他又听到了三次响声，则木工离他的距离是____m．（声速是340m／s）9、空气中的声速是340m／s，水中声速是1450m/s，在空气中波长为1m的声波，在水中传播时的波长为____，该声波在铁轨中传播时波长为14.1m，那么在铁轨中声速为____．10、如图所示是S1和S2两个波源发出的波叠加，若实线表示波峰，虚线表示波谷，则振动加强的点是____，振动减弱的点是____．11、驻波形成时各点在振动过程中同时达到最大，同时通过平衡位置，继而又同时达到反向最大值，但各点的振幅____．三、计算题12、一列横波沿直线传播，在传播方向上有相距1.2m的A、B两点，当波刚好到达其中一点开始计时，4s内A点完成了9次全振动，B点完成了10次全振动，则（1）波的传播方向如何？（2）波长等于多少？（3）波速v等于多少？13、一音叉的频率为500Hz，第一次共鸣和第三次共鸣时闭管中空气柱的长度相差34cm，求声速．。
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.以下关于波与相对论的说法，正确的是（）A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化【答案】 CD【解析】试题分析:能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波．故B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小．故C正确；火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化．故D正确。
【考点】机械波2.两列波在某区域相遇，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．3.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则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．点的振动始终加强D．点的振动始终减弱【答案】B【解析】波在确定的介质中具有确定的速度，图中两列波波长不同，根据可知，两列波的频率、周期不同，不能产生稳定的干涉图样，故选B。
高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高三物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.如图所示的是水面上两列频率相同的波在某时刻以叠加情况。
以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅为A1=2cm，S2的振幅为A2=3cm，则下列说法正确的是__________。
A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为10cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C此刻以后将向下振动【答案】B【解析】质点D是波谷与波谷叠加，为振动加强点．故A错误．质点A为波峰与波峰叠加，为振动加强点，此时的位移为5cm，质点D为波谷与波谷叠加，为振动加强点，此时的位移为-5cm，则在该时刻质点A、D高度差为10cm．故B正确．C两质点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，振动减弱点始终为振动减弱点．故C错误．质点C此时波源S1的波峰与S2的波谷叠加，处于负的最大位置处，偏离平衡位置的位移为-1cm，经过个周期，波源S2的波峰和波源S1的波谷叠加，处于正的最大位移处，偏离平衡位置的位移为1cm，知质点C此时刻以后将向上振动．故D错误．【考点】考查了波的干涉2.下列说法不正确的是A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，这是利用多普勒效应C．如果地球表面没有大气层覆盖，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些D．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，红光从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大【答案】C【解析】、“闻其声而不见其人”是因为声波比光波更容易发生衍射现象．A正确；当观察者与波源的距离发生变化时，观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应，“彩超”利用反射波的频率变化，测出血流的速度，就利用了多普勒效应．B正确；地球表面存在大气层，太阳光通过大气层时会发生折射，因此照亮的面积比没有大气层时要大．如果地球表面没有大气层，那么，太阳光照亮地球的范围与有大气层时照亮地球的范围相比就变小．C错误；根据公式可得折射率越小，临界角越大，D正确；【考点】考查了波的衍射，多普勒效应，光得折射，全反射3.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
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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 c3．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 。
拓展尝新7．如图10－38所示，正中O 是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板，B 是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ） A ．整个区域 B ．阴影I 以外区域 C ．阴影II 以外区域 D ．上述答案均不对2．波的干涉①观察现象：在水槽演示仪上有两个振源的条件下，单独使用其中的一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播；再单独使用另一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播。
现象的结论：每一个波源都按其自己的方式，在介质中产生振动，并能使介质将这种振动向外传播。
②观察现象：找两个同学拉着一条长橡皮管，让他们同时分别抖动一下橡皮管的端点，则会从两端各产生一个波包向对方传播。
当两个波包在中间相遇时，形状发生变化，相遇后又各自传播。
现象的结论：波相遇时，发生叠加。
以后仍按原来的方式传播。
(1)波的叠加两列波相遇时，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。
结合图1，解释此结论。
解释：在介质中选一点P 为研究对象，在某一时刻，当波源1的振动传播到P 点时，若恰好是波峰，则引起P 点向上振动；同时，波源2的振动也传播到了P 点，若恰好也是波峰，则也会引起P 点向上振动；这时，P 点的振动就是两个向上的振动的叠加，P 点的振动被加强了。
(当然，在某一时刻，当波源1的振动传播到P 点时，若恰好是波谷，则引起P 点向下振动；同时，波源2的振动传播到了P 点时，若恰好也是波谷，则也会引起P 点向下振动；这时，P 点的振动就是两个向下的振动的叠加，P 点的振动还是被加强了。
)用以上的分析，说明什么是振动被加强。
波源1经过半周期后，传播到P点的振动变为波谷，就会使P点的振动向下，但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同)，所以，此时P点的振动可能被减弱，也可能是被加强的。
(让学生来说明原因) 思考：如果希望P点的振动总能被加强，应有什么条件？思考：如果在介质中有另一质点Q，希望Q点的振动总能被减弱，应有什么条件？结论：波源1和波源2的周期应相同。
(2)波的干涉观察现象③：水槽中的水波的干涉。
对水波干涉图样的解释中，特别要强调两列水波的频率是相同的，所以产生了在水面上有些点的振动加强，而另一些点的振动减弱的现象，加强和减弱的点的分布是稳定的。
如图2所示。
在解释和说明中，特别应强调的几点是：①此图是某时刻两列波传播的情况；②两列波的频率(波长)相等；③当两列波的波峰在某点相遇时，这点的振动位移是正的最大值，过半周期后，这点就是波谷和波谷相遇，则这点的振动位移是负的最大值；④振动加强的点的振动总是加强的，振动减弱的点的振动总是减弱的。
在以上分析的基础上，给出干涉的定义：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。
小结：介质中某点的振动加强，是指这个质点以较大的振幅振动；而某点的振动减弱，是指这个质点以较小的振幅振动，这与只有一个波源的振动在介质中传播时，各质点均按此波源的振动方式振动是不同的。
(3)波的干涉与叠加的关系干涉是一种特殊的叠加。
任何两列波都可以进行叠加，但只有两列频率相同的波的叠加，才有可能形成干涉。
干涉是波特有的现象。
教师在线例1．如图10－39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，下列说法正确的是（）A、a、c两的振动加强，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例2．如图10－40所示，在y 轴上的Q 、P 两点上有两个振动情况完全相同的波源，它们激起的机械波的波长为1m ，Q 、P 两点的纵坐标分别为y Q =6m ，y P =1m ，那么在x 轴上+∞到-∞的位置上，会出现振动加强的区域有_______个。
同步训练1．一个波源在绳的左端发出半个波a ，频率为f 1，振幅为A 1，同时另一个波源在绳的右端发出半个波b ，频率为f 2，振幅为A 2，P 为波源的中点，如图10－41所示，在下列说法中正确的是（ ） A. 两列波同时到达两波源的中点P B. 两列波相遇时，P 点波峰值可达A 1+A 2 C. 两列波相遇后，各自仍保持原来的波形传播D. 两列波相遇时，绳子上的波峰可达A 1+A 2的点只有一点，此时在P 点的左侧2．如图所示，S1和S2是两个相干波源，在图中分别以S1和S2为圆心作出了两组同心圆弧，分别表示同一时刻两列波的波峰和波谷，实线表示波峰，虚线表示波谷，在图中标出了三个点a,b,c 。
在这三个点中，哪些点振动加强，哪些点振动减弱？3．如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷液面，已知两列波的振幅均为2cm ，波速为2m/s ，波长为8cm ，E 点是B,D 和A,C 连线的交点。
下列说法中正确的是（ ）abPA. A,C 处两质点是振动加强的质点B. B,D 处两质点在该时刻的竖直高度差是4cmC. E 点处质点是振动加强的质点D. 经0.02s ，B 点处质点通过的路程是4cm4．M,N 为介质中相距2L 的两个质点，从某时刻开始，两质点做同振幅和同频率的振动，并且开始时刻两质点的振动方向均向上，已知两质点的振动各自在介质中产生横波的波长均为L ，且传播方向相反，则自开始时刻起，经过1.5个周期，M,N 之间的波的波形图像是下图中的（ ）MNAMNC5．如图所示，两个形状完全相同的正弦波a,b 沿同一直线分别向右、向左传播，在它们相遇的某个时刻，图中m,n 部分的波形“消失”了，该时刻m,n 两质点的振动方向分别为（ ） A. m 向上，n 向下 B. m 向下，n 向上 C. m,n 都向上 D. m,n 速度都是零6．S 1,S 2为两频率相同的波源，如图所示，某时刻实线表示波峰，虚线表MND2S 1abm n示波谷，则P点（）A.波谷与波谷叠加所以振动减弱B.波谷与波谷叠加所以始终处于最低位置C.振动始终加强D.位移始终最大拓展尝新谷，设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5cm,C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）A．C,E两点都保持静止不动B．图示时刻A,B两点的竖直高度差为20cmC．图示时刻C点正处在平衡位置且向水面上运动D．从图示时刻起经0.25s，B点通过的路程为20cm8．如图10－47所示，在同一均匀介质中有S1、S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动步调完全一致，S1、S2之间相距两个波长，B点为S1、S2连线的中点。
今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆，问在该圆上，除S1、S2两波源外，共有几个振动加强的点？12.4 波的衍射习题答案教师在线例1．解：水波的频率是由波源的频率决定的，发生衍射后水波的频率不变，所以选项B、C错误。
波速是由介质决定的，发生衍射后波速不变，由v=λf知，水波的波长不变，先项A错误。
波的强弱是由振幅决定的，所以选项D正确。
例2．解：使A振动起来的方法有两个，一个是缝宽不变，使波的频率即波源S的频率减小以增加波长，当波长大于缝宽时，发生明显的衍射现象，A点便振动起来；另一个是使波源的频率一定，即波长一定，减小缝宽，当缝宽减小到比波长小时，发生明显的衍射现象，也可使A点振动起来。
故正确答案是B、D。
同步训练1.ABC2. c a3.频率小些好。
4.AB5. D6.d≤0.01拓展尝新7. B12. 4 波的干涉习题答案教师在线例1．解：a点是波谷与波谷相遇的点，c点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，是振动减弱的点，选项A正确。