高中物理课件 波的衍射和干涉
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波的干涉和衍射(课堂PPT)
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四、波的干涉
3．产生干涉的条件：两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干 涉图样．而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样， 则需要满足一定的条件．
产生干涉的条件：a.频率必须相等。b.振动方向一致 （同类波）c.相差恒定
4．对振动加强区和振动减弱区的判断：
16
四、波的干涉
假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两 列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长 为λ。
矢量和．
10
两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区 域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。
11
四、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，而且振动加强 和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉．
干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样． 学科网
12
四、波的干涉
2．干涉的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一 点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，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激
烈.
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四、波的干涉
如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和 波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇， 在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振 动的振幅等于两列波的振幅之差，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．
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
8
二、波的叠加
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．
四、波的干涉
3．产生干涉的条件：两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干 涉图样．而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样， 则需要满足一定的条件．
产生干涉的条件：a.频率必须相等。b.振动方向一致 （同类波）c.相差恒定
4．对振动加强区和振动减弱区的判断：
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四、波的干涉
假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两 列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长 为λ。
矢量和．
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两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区 域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。
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四、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，而且振动加强 和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉．
干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样． 学科网
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四、波的干涉
2．干涉的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一 点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，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激
烈.
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四、波的干涉
如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和 波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇， 在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振 动的振幅等于两列波的振幅之差，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．
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
8
二、波的叠加
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．
人教版物理(选修3-4)课件：12.4波的衍射和干涉(33页)
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
【解析】
波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加
强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱的点，在波的传播方向 上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区，不管波 如何叠加，介质各质点均在各自的平衡位置附近振动．本题考 查对干涉图样的认识，由图可知，图中O、M为振动加强的 点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A选项错误；N、P 为振动减弱的点，又因两列波振幅相同．因此N、P两点振幅
(2)振动减弱点 如图①所示，以波源S1、S2分别将波峰、波谷传到b点时 开始计时，波源S1、S2分别引起质点b振动的图象如图③甲、 乙所示，当两列波重叠时，质点b同时参与两个振动，合振动 图象如图③丙所示．
①从波源S1、S2发出的两列波传到振动减弱的b点是反相 (即振动步调相反)的，引起b点的振动方向相反，振幅为A＝|A1 －A2|. λ ②两波源S1、S2到振动减弱的b点的距离之差Δx＝(2k＋1) 2 (k＝0,1,2，„)． ③振动减弱的b点并非一定不振动，只是振幅最小，等于 两列波的振幅之差． ④振动减弱的点都在图①中虚线上.
第四节
波的衍射和干涉
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
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．理解波的叠加原理． 3．知道什么是波的干涉现象及其产生条件． 4．会用波的衍射、干涉现象解释相关问题．
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
一、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象． 2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍 物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明 显的衍射现象． 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波 特有的现象．
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）。
比较容易看出来，a点是振动削弱的（波峰与波谷交汇处），b点是振动加强的（波谷与波谷交汇处）。
波的衍射与波的干涉区别从定义上来找两者的区别：波的衍射定义：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。
波的衍射和干涉 课件
【探究归纳】 1.波的叠加 (1)波在空间的传播是独立的，互不影响. (2)两列波在空间某点的合位移等于两列波在该点位移的矢量 和.
2.干涉图样的特征 (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. 3. 产生干涉的两个必要条件 (1)两列波的频率相同. (2)两波源的相位差保持不变.
(2)实验现象的解释 ①加强点：两列波相遇引起的介质中的某些质点振动_始__终__加 强，这些质点的振动最剧烈，它们振动的振幅等于两列波的_振__ _幅__之__和__，即A=A1+A2 ②减弱点：两列波相遇引起的介质中的某些质点振动_始__终__相互 削弱，它们振动的振幅等于两列波的_振__幅__之__差__，即A=|A1A2|；若两列波的振幅相同，则这些质点振动的合振幅就等于 零，水面保持_平__静__.
(2)振动加强点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波 谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移为零，只是振 幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈. (3)振动减弱点的振动始终减弱，其位移的大小始终等于两列 波分别引起的位移大小之差，即振幅为两列波振幅之差.如果两 列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止状态，并不 振动.
探究波的干涉 1.探究两列波的叠加 在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，演示两列波相向传 播并相遇的现象.思考以下问题： (1)两列绳波相遇时，发生了什么现象？ 提示：相遇区的质点振动幅度加大了.
(2)若两列绳波的振幅均为A，则在两绳波的叠加区内，加强点 和减弱点的振幅各多大？ 提示：两列绳波相遇叠加时，加强点的振幅为两列绳波振幅之 和，即为2A，减弱点的振幅为两列绳波振幅之差，即等于零， 不再振动.
波的衍射和干涉 课件
一、波的衍射现象及发生明显衍射的条件 1．生活中常见的波的衍射现象 (1)声波：声波的波长在1.7cm～17m之间，与一般障碍 物的尺寸相比差不多，或比其大，故声波的衍射现象极为明 显。 (2)水波：水面上传播的波能够越过水面上的芦苇、小石 块等障碍物，都是典型的水波的衍射现象。 (3)无线电波：在房间中可以接收到收音机和电视信号， 是电磁波的衍射现象。
特别提醒： 1衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象， 只有明显和不明显的差异。 2凡能发生衍射现象的就是波。
二、对波的叠加原理的理解 1．波的叠加原理说明了两方面内容，一是波的独立传 播，二是相遇时的叠加。 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(如图甲所 示)。
λ 2
的奇
数倍，即Δr＝
2k＋1λ 2
时，声波的振幅A＝0。这就是说该频
率的声波被消弱。利用这一原理，可以达到控制噪声的目
的。
有干涉消声器的柴油发动机经消声处理后，其排气噪声可以 降低10dB以上，干涉型消声器以其结构简单，价格低廉，消 声效果好得到了很好的应用，下图是其结构原理图，试分析 其工作原理。
解析：设一列波长为λ的声波，沿水平管道自左向右传
播。当入射波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1
和r2，再到b处相遇。若Δr＝r1－r2恰好等于声波半波长
波的衍射和干涉
知识点 1 波的衍射
1.定义：波可以绕过 障碍物 继续传播的现象。 例如：我们看到水波通过两山之间狭窄的水面时，形成 半圆形的水波向外扩散，可以绕过小山。(如图)
2．实验及现象 (1)实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝 。 (2)现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光 沿 直线传播一样，挡板后面产生“ 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：水波 绕到挡板后面 继续传播。
10.5 波的衍射和干涉
1、加强点和减弱点满足的条件
1、加强点和减弱点满足的条件
若两个波源的振动频率和振动步调（初相）相同
（1）加强点： 点到两个波源的距离差（波程差）为半波长的 偶数倍： 即： △r=r2-r1=kλ （k=0, 1，2，3……）
（2）减弱点： 点到两个波源的距离差（波程差）为半波长的 奇数倍： 即：△r=r2-r1=(2k+1)λ/2 （k=0, 1，2，3……）
（二）、波的干涉的振动加强区和减弱区的解释
意义
特征1 特征2 关系
振 两列波在加 峰峰或 质点振动的
动 强区的振动 谷谷相 振幅大，但
加 方向总是相 遇
位移不一定
强 同；加强区
大，有可能
始终加强
为零
振 两列波在减 峰谷相 质点的振幅
动 弱区的振动 遇
小
减 方向总是相
弱 反；减弱区
始终减弱
把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相 应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区。 振动加强区和振动减弱区是相互隔开的。
随堂练习
1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ B C D ）
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 引起是位移的矢量和。 D、几个人在同一房间说话，相互间听得很清楚， 这说明声波在相遇时互不干扰。
说明：
1.衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射 现象。 2.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的 差异。
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，仅是发生明显衍射的条件。
4.一般情况下，波长较大的波容易产生显著的 衍射现象。
高中物理 第十二章 机械波 第4节 波的衍射和干涉课件
读一读
辨一辨
(3)两列波叠加时,质点的总位移一定变大。 ( ) 解析：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。 答案：× 2.探究讨论。 (1)教材波的衍射的演示中图12.4-1中甲、乙哪个图象衍射现象 更明显? 答案：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? 答案：超声波的波长短,不易发生衍射,故波能反射回来并被接 收。
1.衍射是波特有的现象 (1)一切波都能发生衍射现象,只是有的明显,有的不明显。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 2.关于衍射的条件 应该说衍射是没有条件的,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。 3.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不明显时的近似情况。
辨一辨
二、波的叠加与波的干涉
阅读教材第33~35页,了解波的叠加原理、波的干涉现象、产生
干涉的条件。
1.什么是波的叠加原理?
答案：几列波相遇时能够保持各自的运动特征,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的位移的矢量和。
2.什么是波的干涉?
答案：B
探究一
探究二
问题导引 名师精讲 典例剖析
对波的叠加、波的干涉现象的理解 如图所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音 机上,一位同学沿着AB方向走来,他听到的声音会有什么变化?为什 么?
波的衍射和干涉
4、波的衍射和干涉一、波的衍射1.波的衍射：波绕过障碍物的现象。
如声音传播中的“隔墙有耳”现象。
2.发生明显衍射的条件是：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射现象是波所特有的现象。
二、波叠加原理和独立传播原理1.~2.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。
三、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，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。
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。
2.产生干涉的条件：两列波的频率必须相同。
3.干涉是波特殊的叠加：频率不同的两列波相遇，叠加区各点的合振动的振幅，有时是两个振动的振幅之和，有时是两个振动的振幅之差，没有振动总是得到加强或总是减弱的区域，这样的两列波叠加，是波普通的叠加，而不是干涉。
因此，干涉是波特殊的叠加。
4.干涉也是波特有的现象。
由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。
{5.当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差△s是波长整数倍处是加强区；而路程差是半波长奇数倍处是减弱区。
振动加强位置公式：d1=s1-s2 =±nλ (n=0、1、2、3……)振动减弱位置公式：d2=s1-s2 =±（2n+1）λ/2 (n=0、1、2、3……):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。
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(2)现象解释： ①加强点：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 。 ②减弱点：在某些点两列波引起的振动始终削弱，质 点振动的振幅等于两列波的 振幅之差 ，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。
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(3)干涉定义： 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 的现象。 (4)干涉图样：波的干涉中所形成的图样。 (5)干涉条件：两波的 频率 相同，两波源的相位差必 须 保持不变 。 (6)一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。 [关键一点] 在波的干涉现象中，波的加强点的振幅 大，但位移并不一定大。
[答案] AD
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振动加强点与振动减弱点的判断方法： (1)振动加强点和振动减弱点的理解：不能认为振动 加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终最小， 而应该是振幅增大的点为振动加强点，其实这些点也在 振动着，位移可为零；振幅减小的点为振动减弱点。
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(2)条件判断法：振动情况完全相同的两波源产生的波叠加
(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。
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(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的， 明显的干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波 振幅差别不大。振幅越是接近，干涉图样越明显。
第第 十4 二节 章
新知预 习·巧设计
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
要点一 要点二
随堂检测 归纳小结 课下作业 综合提升
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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，知道衍射是 波特有的现象。
2．知道波的叠加原理，知道什么是波的 干涉现象和干涉图样，知道干涉现象 也是波所特有的现象。
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[答案] ABC
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(1)障碍物的尺寸的大小与波长大小的关系不是发生衍 射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生 明显衍射现象。
(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但 衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射。
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(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。
cm，即孔的直径 d 应与 1 cm 相当或比它还小。
答案：D
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3．利用发波水槽得到的水面波形如图12－4－1所示，则( )
图12－4－1
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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 解析：图a中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的 衍射；图b中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域 振动减弱，是干涉现象，故D项正确。 答案：D
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[解析] 从题图中看出，水波波长跟小孔尺寸相差不大， 此时能明显观察到波的衍射现象，如果孔AB扩大到比波长 大得多，就不能产生明显的衍射现象，所以A、C均正确。 波绕过障碍物后发生衍射现象时，波的特征并未发生改变， 即波的波长、频率和波速不改变，故B选项正确。当波的频 率增大，波速不变时，波长λ＝v/f变小，衍射现象就越不明 显，故D选项错误。
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[试身手·夯基础]
1．下列现象属于波的衍射现象的是
()
A．在空旷的山谷里喊叫，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．夏日的雷声有时轰鸣不绝
解析：选项A、D所述的现象均为声音的反射现象，所
以A、D错误；选项C所述的现象为波的反射，而不是
波的衍射。Leabharlann 答案：B返回2．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是
5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是 0.05 m/s，为观察到
显著的衍射现象，小孔直径 d 应为
()
A．10 cm
B．5 m
C．d＞1 cm
D．d＜1 cm
解析：本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔
的直径 d 与水波波长 λ 的关系即可。当 d＜λ 时肯定发生明
显的衍射。由题知水波的波长 λ＝vf ＝0.505 m＝0.01 m＝1
3．了解波的衍射和干涉在生活中的应用， 感受物理与生活之间的联系。
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[读教材·填要点]
1．波的衍射 (1)定义：波可以绕过 障碍物继续传播的现象。 (2)实验及现象： ①实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个 狭缝。 ②现象：
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a．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿 直线传播一样，挡板后面产生“ 阴影区 ”。
孔的尺寸比波长大得多
返回
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(1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。 凡能发生衍射现象的就是波。
(2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的 差异。波长较长的波容易发生明显的衍射现象。
(3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新 波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播， 就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不 明显时的近似情况。
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3．波的干涉 (1)实验及现象： ①实验：波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当 振动片振动时，两根细杆 周期性地触动水面，形成两个波源， 这两个波源发出的是频率相同、相位相同、 振动方也向相同 的两列波。 ②现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条相对平静 的区域和 激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是稳 定不变的。
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4．如图12－4－2所示，波长相同的水波
通过宽度不同的孔，在图甲中发生了
明显的________现象，这是因为____ ____ 的缘故；在图乙中，孔后面的水
图12－4－2
波在连接波源和孔边的两条直线所限制
的区域里 传播，这是因为________________的缘故。
答案：衍射 孔的尺寸与波长差不多或比波长小
时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的路程差为 Δr，当 Δr
＝
λ 2k·2
(k
＝ 0,1,2 ，
…)时
为
振动加
强点；
当
Δr
＝
(2k
＋
λ 1)·2 (k
＝
0,1,2，…)时为振动减弱点。若两波源振动步调相反，则上述结论
相反。
(3)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，
该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点。
b．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时： 水波 绕挡到板后面继续传播。
(3)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 相差不多，或者比波长 更小时，才能观 察到明显的衍射象。
[关键一点] 波发生衍射是无条件的，而发生明显的衍 射现象是有条件的。
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2．波的叠加 (1)波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保 持各自的运动特征 ，继续传播。 (2)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 。
(4)振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率 振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可为0)，但其位 移随时间发生变化。
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(5)干涉图样及其特征： ①干涉的示意图如图12－4－4所示。
图12－4－4
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②特征： a．加强区和减弱区的位置固定不变。 b ．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)。 c．加强区与减弱区互相间隔。
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2．如图12－4－5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 ( )
图12－4－5
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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
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1．如图12－4－3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，下列的描述中正确的是
()
图12－4－3
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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 观察到衍现象 [审题指导] 解答本题时应注意以下两个方面： (1)发生明显衍射的条件； (2)由图分析孔的大小和波长的关系。
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[名师点睛] (1)振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波 峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移也为 零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。 (2)振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两 列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如 果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止。
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[审题指导] (1)波的干涉中波峰与波峰相遇的点为加强点，波 峰与波谷相遇的点为减弱点。 (2)振动加强区上的点都是振动加强点，振动减弱 区上的点都是振动减弱点。 (3)加强点始终加强，减弱点始终减弱。 (4)各质点在平衡位置两侧做周期性振动。
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(2)现象解释： ①加强点：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 。 ②减弱点：在某些点两列波引起的振动始终削弱，质 点振动的振幅等于两列波的 振幅之差 ，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。
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(3)干涉定义： 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 的现象。 (4)干涉图样：波的干涉中所形成的图样。 (5)干涉条件：两波的 频率 相同，两波源的相位差必 须 保持不变 。 (6)一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。 [关键一点] 在波的干涉现象中，波的加强点的振幅 大，但位移并不一定大。
[答案] AD
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振动加强点与振动减弱点的判断方法： (1)振动加强点和振动减弱点的理解：不能认为振动 加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终最小， 而应该是振幅增大的点为振动加强点，其实这些点也在 振动着，位移可为零；振幅减小的点为振动减弱点。
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(2)条件判断法：振动情况完全相同的两波源产生的波叠加
(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。
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(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的， 明显的干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波 振幅差别不大。振幅越是接近，干涉图样越明显。
第第 十4 二节 章
新知预 习·巧设计
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
要点一 要点二
随堂检测 归纳小结 课下作业 综合提升
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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，知道衍射是 波特有的现象。
2．知道波的叠加原理，知道什么是波的 干涉现象和干涉图样，知道干涉现象 也是波所特有的现象。
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[答案] ABC
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(1)障碍物的尺寸的大小与波长大小的关系不是发生衍 射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生 明显衍射现象。
(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但 衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射。
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(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。
cm，即孔的直径 d 应与 1 cm 相当或比它还小。
答案：D
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3．利用发波水槽得到的水面波形如图12－4－1所示，则( )
图12－4－1
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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 解析：图a中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的 衍射；图b中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域 振动减弱，是干涉现象，故D项正确。 答案：D
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[解析] 从题图中看出，水波波长跟小孔尺寸相差不大， 此时能明显观察到波的衍射现象，如果孔AB扩大到比波长 大得多，就不能产生明显的衍射现象，所以A、C均正确。 波绕过障碍物后发生衍射现象时，波的特征并未发生改变， 即波的波长、频率和波速不改变，故B选项正确。当波的频 率增大，波速不变时，波长λ＝v/f变小，衍射现象就越不明 显，故D选项错误。
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[试身手·夯基础]
1．下列现象属于波的衍射现象的是
()
A．在空旷的山谷里喊叫，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．夏日的雷声有时轰鸣不绝
解析：选项A、D所述的现象均为声音的反射现象，所
以A、D错误；选项C所述的现象为波的反射，而不是
波的衍射。Leabharlann 答案：B返回2．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是
5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是 0.05 m/s，为观察到
显著的衍射现象，小孔直径 d 应为
()
A．10 cm
B．5 m
C．d＞1 cm
D．d＜1 cm
解析：本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔
的直径 d 与水波波长 λ 的关系即可。当 d＜λ 时肯定发生明
显的衍射。由题知水波的波长 λ＝vf ＝0.505 m＝0.01 m＝1
3．了解波的衍射和干涉在生活中的应用， 感受物理与生活之间的联系。
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[读教材·填要点]
1．波的衍射 (1)定义：波可以绕过 障碍物继续传播的现象。 (2)实验及现象： ①实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个 狭缝。 ②现象：
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a．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿 直线传播一样，挡板后面产生“ 阴影区 ”。
孔的尺寸比波长大得多
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(1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。 凡能发生衍射现象的就是波。
(2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的 差异。波长较长的波容易发生明显的衍射现象。
(3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新 波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播， 就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不 明显时的近似情况。
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3．波的干涉 (1)实验及现象： ①实验：波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当 振动片振动时，两根细杆 周期性地触动水面，形成两个波源， 这两个波源发出的是频率相同、相位相同、 振动方也向相同 的两列波。 ②现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条相对平静 的区域和 激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是稳 定不变的。
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4．如图12－4－2所示，波长相同的水波
通过宽度不同的孔，在图甲中发生了
明显的________现象，这是因为____ ____ 的缘故；在图乙中，孔后面的水
图12－4－2
波在连接波源和孔边的两条直线所限制
的区域里 传播，这是因为________________的缘故。
答案：衍射 孔的尺寸与波长差不多或比波长小
时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的路程差为 Δr，当 Δr
＝
λ 2k·2
(k
＝ 0,1,2 ，
…)时
为
振动加
强点；
当
Δr
＝
(2k
＋
λ 1)·2 (k
＝
0,1,2，…)时为振动减弱点。若两波源振动步调相反，则上述结论
相反。
(3)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，
该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点。
b．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时： 水波 绕挡到板后面继续传播。
(3)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 相差不多，或者比波长 更小时，才能观 察到明显的衍射象。
[关键一点] 波发生衍射是无条件的，而发生明显的衍 射现象是有条件的。
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2．波的叠加 (1)波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保 持各自的运动特征 ，继续传播。 (2)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 。
(4)振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率 振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可为0)，但其位 移随时间发生变化。
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(5)干涉图样及其特征： ①干涉的示意图如图12－4－4所示。
图12－4－4
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②特征： a．加强区和减弱区的位置固定不变。 b ．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)。 c．加强区与减弱区互相间隔。
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2．如图12－4－5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 ( )
图12－4－5
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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
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1．如图12－4－3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，下列的描述中正确的是
()
图12－4－3
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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 观察到衍现象 [审题指导] 解答本题时应注意以下两个方面： (1)发生明显衍射的条件； (2)由图分析孔的大小和波长的关系。
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[名师点睛] (1)振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波 峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移也为 零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。 (2)振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两 列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如 果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止。
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[审题指导] (1)波的干涉中波峰与波峰相遇的点为加强点，波 峰与波谷相遇的点为减弱点。 (2)振动加强区上的点都是振动加强点，振动减弱 区上的点都是振动减弱点。 (3)加强点始终加强，减弱点始终减弱。 (4)各质点在平衡位置两侧做周期性振动。
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