高中物理复习之知识讲解 波的干涉和衍射(基础)
物理知识点波的干涉与衍射

物理知识点波的干涉与衍射物理知识点:波的干涉与衍射波的干涉与衍射是物理学中的重要概念,涉及到波动现象的传播、叠加和相互作用等内容。
本文将从基本概念、原理、干涉与衍射的应用等方面展开论述。
一、波的干涉与衍射的基本概念波是在空间中传播的一种能量传递方式,常见的波有机械波和电磁波。
波的干涉与衍射是波传播过程中,由传播介质或波源的性质导致的现象。
干涉是指两个或多个波在空间某一点相遇、叠加时产生的增强或减弱的现象。
波的干涉可分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况,其中构造性干涉表现为波的振幅相互增强,破坏性干涉表现为波的振幅相互减弱。
衍射是波在遇到障碍物或穿过狭缝时发生的弯曲和扩散现象。
当波通过狭缝或绕过物体时,波的波前会发生弯曲和扩散,产生衍射现象。
衍射会使波的传播方向发生改变,并在后方形成干涉图样。
二、波的干涉与衍射的原理波的干涉与衍射的产生与波动的相位差有关。
相位差是指两个波的相位角之差。
在干涉现象中,当两个波的相位差为整数倍的2π时,波的振幅叠加会出现增强,即构造性干涉。
当两个波的相位差为半整数倍的π时,波的振幅叠加会出现减弱,即破坏性干涉。
在衍射现象中,波通过狭缝或绕过物体时,波的波前会发生弯曲和扩散,使得波的相位差发生变化。
根据不同的衍射模式,波的传播会呈现出不同的干涉图样。
三、干涉与衍射的应用波的干涉与衍射在实际生活中有着广泛的应用。
以下是其中几个常见的应用领域:1. 光学干涉与衍射:干涉与衍射在光学实验中具有重要应用。
例如,Michelson干涉仪可以用于测量长度和折射率的变化;杨氏实验通过光的干涉与衍射研究光的波粒二象性。
2. 声学干涉与衍射:波的干涉与衍射在声学研究中也有广泛应用。
例如,通过声学干涉技术可以实现无损检测和聚焦;扬声器阵列利用声波的干涉原理形成定向性声源。
3. 电子干涉与衍射:电子波的干涉与衍射也是现代物理学的重要研究领域之一。
电子干涉与电子衍射实验的成功,证实了电子也具有波动性。
波的干涉衍射知识点总结

波的干涉衍射知识点总结波的干涉和衍射是波动光学中的重要现象,它们揭示了光的波动性质和波动光的特性。
本文将从干涉和衍射的基本概念、干涉与衍射的区别、干涉与衍射的应用以及干涉与衍射的研究方法等方面进行详细阐述。
一、干涉和衍射的基本概念干涉是指两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样。
当两个波源发出的波具有相同的频率、相同的振幅且相差恒定的相位差时,它们就会产生干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种情况,构造干涉是指两个波源的相位差为整数倍的情况下形成明纹和暗纹的干涉图样,破坏干涉则是指相位差为奇数倍的情况下干涉图样呈现无法观测的状态。
衍射是指波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。
当波通过一个狭缝或遇到一个小孔时,波的传播方向会发生改变,波前会出现弯曲和扩散的现象,形成衍射图样。
衍射可以分为菲涅尔衍射和菲拉格衍射两种情况,菲涅尔衍射是指波通过狭缝或孔洞时,波前在远离狭缝或孔洞时的衍射现象,菲拉格衍射是指波通过狭缝或孔洞时,在狭缝或孔洞附近的衍射现象。
二、干涉与衍射的区别干涉和衍射都是波动现象,但它们在现象和原理上有一些区别。
1. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样,而衍射是波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。
2. 干涉是波的振幅的叠加,波的强度的增强或减弱取决于相位差的大小,而衍射是波的波前的改变,波的传播方向发生改变。
3. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的明纹和暗纹的图样,而衍射是波通过狭缝或孔洞时形成的衍射图样。
三、干涉与衍射的应用干涉和衍射在光学领域有着广泛的应用。
1. 干涉技术在光学中被广泛应用于制造干涉仪、干涉滤波器、干涉显微镜等光学仪器中。
2. 衍射技术在光学中被广泛应用于制造衍射光栅、衍射仪、衍射波导等光学元件中。
3. 干涉和衍射技术在光学测量中也有着重要的应用,如干涉测量、衍射测量和光栅测量等。
四、干涉与衍射的研究方法研究干涉和衍射现象的方法主要有以下几种。
12.4 波的衍射和干涉

12.4 波的衍射和干涉
课标解读
1.理解什么是波的衍射现象,理解波发生明显衍射的条件; 2.知道波的叠加原理,知道什么是波的干涉现象,理解干涉
图样的特点; 3.知道知道衍射和干涉是波特有的现象.
一、波的衍射
波绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射
水波绕过芦苇
声波绕过矮墙
现象:水波绕过小孔或障碍物继续传播,传到了障碍物的后方
若两波源振动情况完全相同,则到两波源的路程差(波程差)
△s满足:
加强点
s n
减弱点 s (2n1) 2
(n=0,1,2,3......)
例1.如图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,
1.波的干涉 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,这种现象 叫做波的干涉,形成的图样叫做干涉图样。 2.干涉条件
(1)频率相同 (2)相位差保持不变(振动情况相同)
3.一切波(只要满足干涉条件)都能发生干涉现象,干涉和衍射 一样都是波特有的现象。
4.加强点和减弱点的分布规律
产生的干涉图样.图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示波谷,下列说法
正确的是( AD )
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
例3.两列简谐横波均沿x轴传播,传播速度大小相等,其中一列沿x正方向 传播,如图中虚线所示,另一列沿x负方向传播,如图中实线所示,这两列波的 频率相等,振动方向均沿y轴,则此时图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中 振幅最大的是x=________的点,振幅最小的是x=________的点.
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。
波的衍射和干涉(含多个演示动画)

波的干涉(interference)
1、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,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。 2、干涉图样:由波的干涉所形成的图样
波的干涉(interference)
把相应的振动最激烈的质点连起来,就是振 动加强区;相应的振动最不激烈或静止的质点连 起来,就是振动减弱区,且振动加强区和振动减 弱区是相互间隔着出现的。
衍生波源Q
波源P
水波传递中通过小孔时,相当于在小孔处衍生 出一个新的与波源P类似的波源Q,称为子波源。
明显衍射和有孔衍射
1、明显衍射:指传播能量的强弱及在障碍物阴 影区中所形成的波的区域大小。 2、有孔衍射:相当于在小孔处形成一个新的波 源——子波源,其频率和波长与原波源相同。
发生明显衍射现象的条件
波相遇时位移的特点
在几列波重叠的区域里,介质的质点同时参与这 几列波所产生的振动,每一质点仍然是在各自的平衡 位置附近做振动,质点振动的位移等于这几列波单独 传播时引起的位移的矢量和。
波的叠加原理
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。
课堂练习
1、下列关于波的衍射说法正确的是( ABD) 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
长较大
课堂练习
2、水波通过小孔,发生一定程度的衍射, 为使衍射现象更不明显,可以( A ) A、增大小孔尺寸,同时增大水波的频率 B、增大小孔尺寸,同时减小水波的频率 C、缩小小孔尺寸,同时增大水波的频率 D、缩小小孔尺寸,同时减小水波的频率
知识讲解 波的衍射、干涉 基础 - 副本

波的衍射、干涉编稿:小志【学习目标】1.知识什么是波的衍射现象和衍射的定义。
2.理解发生明显衍射现象的条件。
3.明确衍射是波特有的现象。
4.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律。
5.知道波的干涉现象,知道干涉是波的特性之一。
6.理解波的干涉原理。
7.知道产生稳定的干涉现象时波具有的条件。
【要点梳理】要点一、波的衍射1.波的衍射波绕过障碍物继续传播的现象.如图所示.2.产生明显衍射现象的条件缝、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.要点诠释:(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)波传到孔或障碍物时,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)在孔或障碍物后传播,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.3.衍射的成因振源在介质中振动,由于介质中各质点间弹性的作用将振源的振动经介质向周围由近及远的传播而形成波,而且当波形成后就可以脱离波源而单独存在.因为振源一旦带动质点振动,这个被带动的质点可视为一个新的波源而带动其他质点振动.由此可见,凡是波动的质点均可视为一个新的波源,一个振源在平面介质中振动而形成的波,波面为一个圆.波动的质点视为一个新的子波源,根据惠更斯原理,新波源的波面也是一个圆.同一波面上的新子波源的波面的包迹就是原波源的波面.当遇到孔或缝,当孔或缝的尺寸较大,孔中质点振动可视为很多子波源,这些子波源的波面的包迹仍保持原波面的形状,只是边缘发生了变化.当孔或缝的尺寸跟波长差不多或更小,则形成的波面是以小孔为中心的圆,这便观察到了明显的衍射现象.但惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度.4.正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.(2)凡能发生衍射现象的就是波.(3)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异.(4)波长较长的波容易产生明显的衍射现象.(5)波传到孔或障碍物时,孔或障碍物仿佛一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播,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.5.为什么“闻其声不见其人”声波的波长在1.7 cm到17 m之间.自然界中大多数物体的尺寸都在这一范围内,故声波很容易衍射.如老师用课本挡住嘴巴讲话,学生仍可听见;又如门开一小缝,门外的人可以清晰地听到室内~.因此。
2024高考物理一轮复习--机械波专题(三)-- 波的干涉、衍射、多普勒效应

波的干涉、衍射、多普勒效应一、波的干涉和衍射现象多普勒效应1、波的干涉和衍射2、多普勒效应(1)条件:声源和观察者之间有相对运动(距离发生变化)。
(2)现象:观察者感到频率发生变化。
(3)实质:声源频率不变,观察者接收到的频率变化。
3、多普勒效应的成因分析(1)接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(2)波源与观察者如果相互靠近,观察者接收到的频率增大.(3)波源与观察者如果相互远离,观察者接收到的频率减小.(4)波源和观察者如果相对静止,观察者接收到的频率等于波源的频率.二、波的干涉现象中振动加强点、减弱点的两种判断方法1.公式法某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。
①当两波源振动步调一致时若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强;若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动减弱。
①当两波源振动步调相反时若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动加强;若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱。
2.波形图法在某时刻波的干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线,形成加强线和减弱线,两种线互相间隔,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。
三、针对练习1、(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速v =200 m/s.已 知t =0时,波刚好传播到x =40 m 处,如图所示,在x =400 m 处有一接收器(图中未画出), 则下列说法正确的是( )A .波源开始振动时方向沿y 轴正方向B .从t =0开始经过0.15 s ,x =40 m 处的质点运动路程为0.6 mC .接收器在t =1.8 s 时才能接收到此波D .若波源向x 轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率可能为11 Hz 2、(多选)如图所示,两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x =-0.2 m 和x =1.2 m 处,两列波的速度均为v =0.4 m/s ,两列波的振幅均为A =2 cm.图示为t =0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此时刻平衡位置处于x =0.2 m 和x =0.8 m 的P 、Q 两质点刚开始振动,质点M 的平衡位置处于x =0.5 m 处,关于各质点运动情况判断正确的是( )A .t =0.75 s 时刻,质点P 、Q 都运动到M 点B .x =0.4 m 处,质点的起振方向沿y 轴负方向C .t =2 s 时,质点M 的纵坐标为4 cmD .0到2 s 这段时间内,质点M 通过的路程为20 cm3、在匀质轻绳上有两个相距10m 的波源S 1、S 2,两波源上下振动产生两列绳波,可将其看作简谐波。
波的衍射和干涉(含多个演示动画)课件

衍射类型 衍射公式
干涉动画
干涉现象
展示两列波相遇时产生干涉的现 象,说明干涉是波的叠加产生加
强或减弱的现象。
干涉类型
介绍不同类型的干涉,如驻波和 行波干涉,并解释它们在实验中
的应用。
干涉公式
介绍干涉的定量公式,如波动方 程和干涉相长公式,并解释其在
理论分析中的作用。
综合演示动画
综合演示 实验分析 应用实例
CATALOGUE
结论与总结
结论
衍射是波绕过障碍物继续传播 的现象,是波特有的性质。
干涉是两列频率相同的波相互 叠加,形成稳定的强弱分布的 现象。
衍射和干涉是波动性质的重要 表现,在生产和生活实际中有 广泛的应用。
总结
本课件介绍了波的衍射和干涉的 基本概念、产生条件、现象和应
用。
通过动画演示和实验视频,帮助 学生深入理解衍射和干涉的原理
当两列或多列波相遇时,它们相互叠 加形成干涉现象。
反射
当波遇到较大的障碍物时,波会被反 射回来,形成反射现象。
CATALOGUE
波的干涉
干涉现象
干涉现象定义 干涉现象的实例 干涉现象的特点
干涉原理
干涉原理概述
1
干涉原理的数学描述
2
干涉原理的应用
3
干涉分 类
CATALOGUE
演示动画
衍射动画
CATALOGUE
实验操作
衍射实验
准备实验器材
包括光源、狭缝、屏幕等。
操作步骤
调整光源和狭缝的位置,观察衍射现象,记录实验数据。
数据分析
分析衍射图像,计算衍射角、衍射强度等参数,并与理论值进行 比较。
干涉实验
准备实验器材
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物理总复习:波的干涉和衍射【考纲要求】1、知道波的叠加原理;2、知道波的干涉和衍射现象;3、了解多普勒现象。
【考点梳理】考点一、波的衍射要点诠释:1、衍射现象波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象,叫做波的衍射。
2、发生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
3、衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射只不过有些现象不明显,我们不容易观察到。
当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射现象十分明显,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到。
考点二、波的干涉要点诠释:1、波的独立传播原理和叠加原理(1)波的独立传播原理:几列波相遇时,能够保持各自的运动状态继续传播而并不相互干扰,这是波的一个基本性质。
(2)波的叠加原理:两列波相遇时,该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动,此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和,这就是波的叠加原理。
2、波的干涉(1)波的干涉现象频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔,这种现象叫做波的干涉。
(2)产生稳定的干涉现象的条件:两列波的频率相等。
干涉条件的严格说法是:同一种类的两列波,频率(或波长)相同、相位差恒定,在同一平面内振动。
高中阶段我们不讨论相和相位差,且限于讨论一维振动的情况,所以只强调“频率相同”这一条件。
(3)一切波都能发生干涉,干涉是波的特有现象之一。
3、对振动加强点和减弱点的理解波的干涉是频率相同的两列波叠加,是波特有的现象,波的干涉中,应注重理解加强和减弱的条件。
其判断方法有两种:一是根据两列波的波峰与波峰相遇(或波谷与波谷相遇)点为加强的点,波峰和波谷的相遇点是减弱的点。
二是根据某点到两波源的距离之差为波长的整数倍,则该点为加强点;某点到两波源的距离为半波长的奇数倍,则该点为减弱点。
同时注意加强的点只是振幅大了,并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都最小。
考点三、多普勒效应要点诠释:1、多普勒效应由于观察者与波源之间存在相对运动,使观察者感受到的波的频率与波的实际频率不同的现象,叫做多普勒效应。
如果二者相互接近,观察者接收到的完全波的个数增多,频率增大;如果二者远离,观察者接收到的完全波的个数减少,频率减小。
当声源与接收者接近时,接收者听到的声音的声调升高;当声源与接收者远离时,接收者听到的声音的声调降低的现象,叫做多普勒效应。
2、多普勒效应是所有波动过程共有的特征。
根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度;根据光波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度等。
【典型例题】类型一、波的衍射例1、如图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()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D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显观察到衍射现象【思路点拨】衍射总是会发生的,但发生明显的衍射现象要有一定的条件,发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
【答案】ABC【解析】能发生衍射和能发生明显的衍射不同,波的衍射是不需要条件的,而要发生明显的衍射必须满足一定的条件。
根据发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多,从题图中可看出孔AB的尺寸与波长相差不多,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。
故选ABC。
【总结升华】准确理解发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
当某个物理量发生变化时,就是要分析出波长的变化。
举一反三【:波的干涉和衍射例2】【变式1】如图所示是波遇到小孔或障碍物后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是( )【答案】B【解析】对A,小孔尺寸大于波长,应该有波不能到达的地方,而图给出的是明显的衍射现象,所以错误。
对B,障碍物的尺寸跟波长差不多,能产生明显的衍射现象,B对。
对C,障碍物(小孔)的尺寸跟波长差不多,波能够绕到障碍物(小孔)的后面,应该可以观察到明显的衍射现象,CD错误。
故选B。
【变式2】如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。
某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法中正确的有()A.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响B.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响C.假设波浪的波长约为50 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响D.假设波浪的波长约为50 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响【答案】AD【解析】A、B处小船发生明显的波浪影响是因为水波发生明显的衍射,波浪能传播到A、B处的结果,由于当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候,会发生明显的衍射现象。
理解“差不多”的意义。
故AD正确。
类型二、波的干涉例2、(2016 上海虹口二模)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. A点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动减弱B. B点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动加强C. C点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动仍加强D. D点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动加强【答案】C【解析】A 点是波峰与波峰叠加,为振动加强点,且始终振动加强,A 错;B 点是波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱,B 错;C 点处于振动加强区,振动始终加强,C 正确;D 点为波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱,D 错。
故选C 。
举一反三【:波的干涉和衍射例4】【变式1】两列简谐横波均沿x 轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿正x 方向传播(图中实线所示),一列沿负x 方向传播(图中虚线所示)。
这两列波的频率相等,振动方向均沿y 轴,则图中x =1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x =________的点,振幅最小的是x =________的点。
【答案】4,8; 2,6 【解析】确定空间哪点振动加强或减弱,振幅最大或最小应根据两列波传到某一点时振动方向是否一致或相反来确定。
在图示时刻,2x = 与6x =处恰是波峰与波谷相遇处,质点为反相叠加,因此振幅最小。
4x = 处的质点,根据上下坡法或平移法可以判断,两列波都使该质点向上振动,因此该质点的振动实际上是同相叠加的,振幅可以达两列波的振幅之和;同理对8x =处的质点,两列波都使该质点向下振动,也是同相叠加的,所以4x = 和 8x =处的质点振幅最大。
x = 1、3、5、7处的质点,两列波使它们的振动方向虽是相同的,但由于两列波引起的位移方向不同,并且两波的频率相同,因此质点的振动既不会是同相叠加,也不会是反相叠加,故振幅不是最大也不是最小。
【变式2】(2015 江苏调研) 如图所示,S 1、S 2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某一时刻两列波的波峰和波谷。
a 、b 、c 、d 四点中振动减弱的点为 ,经四分之一周期,不在平衡位置的点为 。
【答案】a d【解析】波峰与波谷相遇叠加,振动减弱,波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,振动加强,且加强与减弱的区域相互间隔。
由图可知,a 点为振动减弱的点,b 、c 、d 点均为振动加强的点。
经四分之一周期后,a 、b 、c 三点均到达平衡位置,但d 点不在平衡位置。
【变式3】如图所示,S 1 、S 2为水波槽中的两个波源,它们分别激起两列水波,图中实线表示波峰、虚线表示波谷。
已知两列波的波长1λ<2λ,该时刻在P 点为两列波的波峰与波峰相遇,则以下叙述正确的是( )A. P 点有时在波峰,有时在波谷,振动始终加强B. P 点始终在波峰C. P 点的振动不遵守波的叠加原理,P 点的运动也不始终加强D. P 点的振动遵守波的叠加原理,但并不始终加强【答案】D【解析】由于波长1λ<2λ,两列波频率不相等,不符合波的干涉条件,P 点并不始终加强但遵守波的叠加原理。
例3、图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 。
【思路点拨】干涉加强减弱的条件:频率相同的两列波,当它们的路程差等于波长的整数倍(半波长的偶数倍)时,干涉加强;当它们的路程差等于半波长的奇数倍时,干涉减弱。
【答案】相等,等于零,等于原振幅的二倍。
【解析】声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波,若两列波传播的路程相差半个波长,则振动相消,所以此处振幅为零;若传播的路程相差一个波长,振动加强,则此处声波的振幅为原振幅的二倍。
【总结升华】读题可知本题是干涉加强减弱的问题,干涉加强减弱的条件:频率相同的两列波,当它们的路程差等于波长的整数倍(半波长的偶数倍)时,干涉加强;当它们的路程差等于半波长的奇数倍时,干涉减弱。
举一反三【变式】消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。
内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声。
干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,产生波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。
当声波到达a 处时,分成两束相干波,它们分别通过r 1和r 2的路程,再在b 处相遇,即可达到消弱噪声的目的。
若Δr= r 2 – r 1, 则Δr 等于( )A .波长λ的整数倍B .波长λ的奇数倍C .半波长2λ的奇数倍D .半波长2λ的偶数倍 【答案】C【解析】根据干涉减弱的条件判断,a b 的路程差应等于半波长的奇数倍,正确答案为C 。
类型三、多普勒效应【:波的干涉和衍射例5】例4、如图,将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面形成了如图所示的水波图形,下列判断正确的是( )A .振针向右移动B .振针向左移动C .在A 处的观察者,接收到的水波频率变小D .在A处的观察者,接收到的水波频率变大【思路点拨】观察者单位时间内看到的完整的波的个数增加,接收到的水波频率变大,观察者单位时间内看到的完整的波的个数减少,即接收到的水波频率变小。