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。
高中物理-波的衍射和干涉练习
高中物理-波的衍射和干涉练习基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．下列现象不属于波的明显衍射现象的是( D )A．“隔墙有耳”B．“空山不见人，但闻人语声”C．河中芦苇后面没有留下无波的区域D．池中假山前有水波，假山后无水波解析：假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，故选D。
2．如图所示，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( B )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。
据波发生明显衍射的条件知道，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Ⅰ区内水面无波形，故A、C、D选项不正确；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。
3．已知空气中的声速为340m/s。
现有几种声波：①周期为1/20s，②频率为104Hz，③波长为10m。
它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( C ) A．①和②B．②和③C．①和③D．都可以解析：①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340×120m＝17m，λ2＝340104m＝0.034m，λ3＝10m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确。
4．在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是( BD )A．a波源的频率为b波源频率的2倍B．a波的波长为b波波长的2倍C．a、b两列波叠加能产生稳定的干涉D．通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显解析：由波的图象可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式v＝λf可知a波的波长等于b波的2倍，故A错而B正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确。
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。
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．。
(完整版)光的干涉、衍射同步练习及答案
光的干涉、衍射1．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )A ．不再产生干涉条纹B ．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P 的位置不变C ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向上移D ．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P 的位置略向下移2．如图所示是双缝干涉的实验装置，其光屏上P 处发现明条纹，则双缝到光屏上P点的距离之差为( ) A ．光波的半波长的奇数倍 B ．光波的波长的奇数倍C ．光波的半波长的偶数倍D ．光波的波长的偶数倍3．在双缝干涉实验中，光屏上P 点到双缝S 1、S 2的距离之差δ1＝0.75 μm，光屏上Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差为δ2＝1.5 μm.如果用频率为f ＝6.0×1014 Hz 的黄光照射双缝，则( )A ．P 点出现亮条纹，Q 点出现暗条纹B ．Q 点出现亮条纹，P 点出现暗条纹C ．两点均出现暗条纹D ．两点均出现亮条纹4．在双缝干涉实验中，以下说法正确的是( )A ．狭缝屏的作用是使入射光线到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况完全相同的光源B ．若入射光是白光，像屏上产生的条纹是黑白相间的干涉条纹C ．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍，该点处一定是亮条纹D ．双缝干涉图样中，亮条纹之间距离相等，暗条纹之间距离不相等5.某同学自己动手利用如图所示器材观察光的干涉现象，其中A 为单缝屏，B 为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A 上时，屏C 上并没有出现干涉条纹．他移走B 后，C 上出现一窄亮斑．试分析实验失败的原因，最大的可能是( )A ．单缝S 太窄B ．单缝S 太宽C ．S 到S 1和S 2距离不等D ．阳光不能做光源6．以下光源可作为相干光源的是( ) A ．两个相同亮度的烛焰 B ．两个相同规格的灯泡C ．双丝灯泡D ．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光7．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃分别挡住双缝，则屏上将出现( )A ．黄色的干涉条纹B ．红绿相间的条纹C ．黑白相间条纹D ．无干涉条纹8．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象．这是因为( )A ．两个光源发出光的频率不同B ．两个光源发出光的强度不同C ．两个光源的光速不同D ．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源9．用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是( )A ．干涉图样的中央亮条纹是白色的B ．在靠近中央亮条纹两侧最先出现的是红色条纹C ．在靠近中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹D ．在靠近中央亮条纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关10．如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A 点为波峰相叠加点，B 点为波谷相叠加点，A 、B 连线上的C 点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A 、B 、C 三个位置，那么( )A ．A 、B 、C 三个位置都出现亮条纹 B ．B 位置处出现暗条纹C ．C 位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D ．以上结论都不对11．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( ) A ．18λ B ．14λ C ．12λ D ．λ 12．如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm 的橙色光源照射单缝S ，在光屏中央P 处观察到亮条纹，P 点上方的P 1点出现第一级亮纹中心(即P 1到S 1、S 2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm 的紫光源照射单缝，则( )A ．P 和P 1仍为亮条纹B ．P 为亮条纹，P 1为暗条纹C ．P 为暗条纹，P 1为亮条纹D ．P 、P 1均为暗条纹13．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单色光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环．以下说法正确的是( )A ．干涉现象是凸透镜下表面反射光和凸透镜上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．若将该装置放到真空中观察，就无法看到牛顿环14.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失15．如图所示为单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上.可观察到的图象是（）16．在用游标卡尺观察光的衍射现象时，当游标卡尺两测脚间狭缝宽度从0.1mm逐渐增加到0.8mm的过程中，通过狭缝观察一线状光源的情况是（）A．衍射现象逐渐不明显，最后看不到明显的衍射现象了 B．衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变小 D．衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变大17．下列说法不正确的是( ) A．增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的四分之一B．光的色散现象表明了同一介质对不同色光的折射率不同，各色光在同一介质中的光速也不同C．用单色光做双缝干涉实验相邻条纹之间的距离不相等 D．光的衍射为光的波动提供了有力的证据18.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（）A．明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹 B．明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹C．一条红色的条纹 D．既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像19. 用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是（）A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的 B．中央均为亮点的同心圆形条纹C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的20.在用单色平行光照射单缝以观察衍射现象时，下面说法正确的是（）A．缝越窄，衍射现象越明显 B．缝越宽，衍射现象越明显C．照射光的波长越短，衍射现象越明显 D．照射光的波长越长，衍射现象越明显21.在白炽灯的照射下,能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹;通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,也会看到彩色条纹.这两种现象 ( )A.都是光的衍射现象 B.前者是光的色散现象,后者是光的衍射现象C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象D.都是光的波动性的表现22.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25mm，双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由下图中毫米刻度尺读出（如戊图所示），实验时先移动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹（如图乙所示），并记下螺旋测微器的读数x1（如丙图所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7（如丁图所示），由以上测量数据可求该单色光的波长。
光的干涉 衍射试题(含答案)
光的干涉衍射试题(含答案)一、光的干涉衍射选择题1．关于干涉和衍射，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．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C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等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.比较2．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光a、b、c三束光，可知( )A．a为波长较长的光B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大3．下列说法中正确的是__________。
A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理4．图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是。
A．入射光C应采用单色光B．图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的C．当AB之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D．若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷E.若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷5．下列说法中正确的是.A．麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在B．只有机械波多能产生普勒效应,光波不能产生多普勒效应C．在照相机镜头上涂一层氟化镁,可以增透所需要的光,这是利用光的干涉原理D．不同频率的机械波在同一种介质中的传播速度一定不相同6．下列说法正确的是A．图甲牛顿环是由两玻璃表面间的空气薄膜的反射光干涉形成的B．图甲中换表面曲率半径更大的凸透镜，中心暗纹半径不变C．图乙属于红光的干涉条纹D．图丙测彩色条纹的成因与图甲相同7．下列说法中正确的是（）A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb 面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图戊中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波8．下列说法正确的是________。
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ﻩ 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，A Ｂ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 A BD OC.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I Ｉ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:O A BⅠⅡⅡ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、S 2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ｙQ =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Ａ1，同时另一个波源在绳的右端发出半个波b,频率为ｆ2,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PB. 两列波相遇时，P 点波峰值可达A 1+A ２C. 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2c ｍ，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（ )A. 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４cm 4.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（ ）a b P a b c A B C D EM N A M NBMN C5．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．Ｓ1,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7.如图10-4６所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷,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0．５c ｍ,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20cm C.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S 1、S ２两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动步调完全一致，S 1、Ｓ2之间相距两个波长,B 点为Ｓ1、S 2连线的中点。
今以Ｂ点为圆心,以Ｒ=BS １为半径画圆，问在该圆上,除S 1、S 2两波源外,共有几个振动加强的点?M N D21P a b m n AB C D E F Q P12.４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。