高二物理选修34第十二章12.4波的衍射和干涉(无答案)

第4节波的衍射和干涉1．(波的衍射)(多选)下列现象或事实属于衍射现象的是( )A．风从窗户吹进来B．雪堆积在背风的屋后C．听到墙外人的说话声D．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石头，小石头对波的传播没有影响2．(波的干涉)(多选)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14T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零3．(发生明显衍射的条件)在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子其振动图象如图所示，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为( )A．10 cm B．7 cm C．5 cm D．小于或等于1 cm4．(波的衍射)如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知( )A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显5．(发生明显衍射的条件)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，以下哪种情况一定能使衍射现象更明显( )A．增大障碍物的尺寸，同时增大波的频率 B．增大障碍物的尺寸，同时减小波的频率C．缩小障碍物的尺寸，同时增大波的频率 D．缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率6. (波的叠加)两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波如图甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示两列波“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7. (波的干涉)如图所示是两个完全相同的波源在介质中叠加而成的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是( )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8．(波的干涉)消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。

12.4波的衍射和干涉（导学案）编制：郭英杰【学习目标】1.通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。

知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

知道衍射现象是波特有的现象。

2.了解波的叠加原理3.通过实验，认识波的干涉现象和波的干涉图样。

知道波发生干涉现象的必要条件。

知道干涉现象是波所特有的现象【重点】波发生明显衍射现象的条件、波的叠加原理。

【难点】根据实验现象进行分析波发生明显衍射现象的条件、波的叠加原理。

【学法指导】自主阅读、合作交流课前预习案（30分钟）一、认真阅读教材第32-33页“波的衍射”回答以下内容：【思考】：在水塘里，当微风激起的水波遇到小石、芦苇等障碍物时，波会受到影响吗？若在波的前进方向放一个有孔的屏，会看到什么？1、波的衍射现象：_____________________________________叫做波的衍射。

2、发生明显衍射的条件：当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__________，或者比波长更________时，能观察到明显衍射现象。

3、光波的波长在___________的范围，跟一般障碍物的尺寸相比非常___________，所以通常的情况下看不到光的___________，就说光沿___________。

4、_______波都能发生衍射，衍射是_____特有的现象。

【思考】：1、大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？2、“B超”为什么要用超声波而不用普通的声波？二、认真阅读教材第33-34页“波的叠加”回答以下内容：【思考】：把两个石子在不同的地方投入池塘，就由两列波在水面传播。

两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，改变各自的运动特征呢？1、、波的叠加：几列波相遇时能________________继续传播；在他们重叠的区域内，介质的质点________________，质点的位移等于这几列波________________传播时分别引起的位移的_________。

第十二章第四节：波的衍射和干预【本章课标转述】通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。

能区别横波和纵波。

能用图像描绘横波。

理解波速、波长和频率的关系。

理解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。

通过实验，认识波的干预现象和衍射现象。

通过实验感受多普勒效应，解释多普勒效应的原因。

列举多普勒效应的应用实例。

【学习目的】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。

认识波的干预现象和波的干预图样。

3、知道波发生明显干预现象的必要条件。

4、知道衍射和干预现象是波特有的现象。

【学习过程】探究点一、波的衍射一、波可以绕过________________________________，这种现象叫做波的衍射。

二、发生明显衍射现象的条件通过教师演示课本P32页演示实验答复以下问题：当狭缝宽度d比波长λ大的多．．．的时候，水波的传播轨迹____________，衍射现象____________〔填“明显〞或“不明显〞〕当狭缝宽度d和波长λ差不多．．．的时候，水波的传播轨迹____________，衍射现象____________〔填“明显〞或“不明显〞〕总结实验现象，比对课本P32页图12.4-2中的甲、乙、丙三个图，得出以下结论：只有________________________________________或_____________________时，才能观察到明显的衍射现象。

发散思维：参考课本P33页说一说内容，你来说说“B超〞为什么要使用超声波而不是普通的声波。

探究点二、波的叠加观察课本P33页波的叠加演示实验，答复以下问题：几列波相遇时可以___________ _____，____ ______，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___ _____，这叫做波的独立传播原理。

练习：如图，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当他们相遇时可能出现的波形是以下图中所示的〔〕A B C D探究点三、波的干预阅读课本P34页波的干预演示实验内容，答复以下问题：实验中选用的两个波源具有一样的________、________。

4.波的衍射和干涉1.一列波在传播过程中通过一个障碍物,发生了肯定程度的衍射,以下哪种状况使衍射现象更明显()A.增大障碍物的尺寸,同时增大波的频率B.增大障碍物的尺寸,同时减小波的频率C.缩小障碍物的尺寸,同时增大波的频率D.缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率解析:波在介质中传播时波速是由介质打算的,与波的频率无关,所以转变波的频率不会转变波速,但由v=λf可知,当波速肯定时,减小频率则波长增大,而发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多,所以缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率会使衍射现象更明显,D选项正确。

答案:D2.如图甲所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能消灭的波形是图乙所示的()甲乙解析:当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时,依据波的叠加原理,在前半个波(或后半个波)重叠的区域内全部的质点振动的合位移为零,而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变,所以选项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,全部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,使得全部的质点振动的位移加倍,所以选项C也是正确的。

答案:BC3.已知空气中的声速为340 m/s。

现有几种声波:①周期为120s,②频率为104Hz,③波长为10 m,它们传播时若遇到宽约为13 m 的障碍物,能产生显著的衍射现象的是()A.①和②B.②和③C.①和③D.都可以解析:①②③三种声波的波长分别为λ1=340×120m=17 m,λ2=340104m=0.034 m,λ3=10 m,依据发生明显衍射现象的条件可知,①③两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项正确。

答案:C4.两波源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.a点的振动始终加强D.a点的振动始终减弱解析:由题图知,两列波的波长不相等,波在水中的速度相等,由f=1T =vλ,可知两列波的频率不相等,不满足波的干涉条件,故B正确,A、C、D错误。

4波的衍射和干涉[学习目标] 1.理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.2.理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果.3.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．一、波的衍射[导学探究]如图1所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成的宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播．思考下列问题：图1(1)水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？(2)当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？答案(1) 水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显．(2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传播.[知识梳理]对波的衍射现象的理解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．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象．(√)(2)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象．(×)(3)当小孔大小一定时，波的频率越大，衍射现象越明显．(×)(4)当障碍物大小一定时，波的频率越小，衍射现象越明显．(√)二、波的叠加[导学探究](1)两个同学分别抓住绳子的两端，各自抖动一下，绳上产生两列凸起且相向传播的波，两列波相遇后是否还保持原来的运动状态继续传播？(2)当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同？是否受到了其他乐器的影响？答案(1)两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播，并没有受到另一列波的影响．(2)相同，没有受到其他乐器的影响．[知识梳理]对波的叠加的理解1．波的独立传播特性：几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响．2．波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，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．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)相遇后振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强．(×)(2)相遇后两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同．(√)(3)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．(√)(4)几个人在同一房间说话，相互都听得清楚说明波在相遇时互不干扰．(√)三、波的干涉[导学探究]如图2所示，与振动发生器相连的两个小球，在振动发生器的带动下上下振动，形成两个振动频率和振动步调相同的波源，在水面上形成两列步调、频率相同的波，两列波在水面上相遇时，能观察到什么现象？如果改变其中一个小球振动的快慢，还会形成这种现象吗？图2答案在水面上出现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．改变其中一个小球振动的快慢，这种现象将消失．[知识梳理]对波的干涉的理解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．2．干涉的条件：两列波的频率相同，振动方向在同一直线上，相位差恒定．3．加强点(区)和减弱点(区)：(1)加强点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝A1＋A2.(2)减弱点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零．4．干涉图样及其特征：(1)干涉图样：如图3所示．图3(2)特征①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).②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，振幅小)，但其位移随时间发生变化．③加强区与减弱区互相间隔且位置固定不变．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)任意两列波都能产生稳定干涉现象．(×)(2)发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同．(√)(3)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷．(×)(4)在振动加强的区域，有时质点的位移等于零．(√)(5)两列波叠加时，振动加强的位置和减弱的位置是不变的．(√)一、波的衍射1．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．2．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．例1(多选)如图4所示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)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是()图4A ．此时能观察到波明显的衍射现象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，能观察到更明显的衍射现象答案 ABC解析 观察题图可知道孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，故选项A 对；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距应相等，故选项B 对；若将孔AB 扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到明显的衍射现象，故选项C 对；若f 增大，由λ＝v f，知λ变小，衍射现象变得不明显了，故选项D 错． 二、波的叠加两列波相互叠加的规律：两列波相互叠加时，叠加区质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和，而不是位移大小的代数和．例2 (多选)如图5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下列选项中的( )图5答案 BC解析 两列波的半个波形相遇时，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，使得所有质点的振动的位移加倍，C 正确．三、波的干涉振动加强点和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，位移可以为零；振幅减小的点为振动减弱点．(2)条件判断法：振动频率相同、振动情况相同的两列波叠加时，某点到两列波的路程差为Δx＝|x2－x1|＝kλ(k＝0,1,2…)时为振动加强点；当Δx＝(2k＋1)λ2(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．例3(多选)如图6所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样．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()图6A．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答案AD解析a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点是波峰和波谷相遇的点，都是振动减弱的点，选项A正确．e点位于加强点的连线上，仍为加强点，f点位于减弱点的连线上，仍为减弱点，选项B错误．相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，选项C错误．因形成干涉图样的质点都在不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，选项D正确．例4波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2m，如图7所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s.已知两波源振动的初始相位相同．求：图7(1)简谐横波的波长；(2)O、A间合振动振幅最小的点的位置．答案(1)1m(2)O、A间离O点的距离为0.25m、0.75m、1.25m、1.75m的点为合振动振幅最小的点解析(1)设波长为λ，频率为f，则v＝λf，代入已知数据，得λ＝1 m.(2)以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为Δs ＝|x－(2－x)|,0≤x≤2.其中x、Δs以m为单位．合振动振幅最小的点的位置满足Δs ＝(k ＋12)λ，k 为整数． 解得：x ＝0.25 m 、0.75 m 、1.25 m 、1.75 m.1．一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，以下哪种情况一定能使衍射现象更明显( )A ．增大障碍物的尺寸，同时增大波的频率B ．增大障碍物的尺寸，同时减小波的频率C ．缩小障碍物的尺寸，同时增大波的频率D ．缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率答案 D解析 波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速．由v ＝λf 可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，D 选项正确．2．(多选)两列波在某区域相遇，下列说法中正确的是( )A ．两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰B ．由于这两列波相遇时叠加，当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化C ．这两列波叠加以后一定会产生干涉图样D ．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和 答案 AD3.(多选)如图8所示表示两列同频率相干水波在t ＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm ，波速为2m/s ，波长为0.4m ，E 点是BD 连线和AC 连线的交点，下列说法正确的是( )图8A ．A 、C 两点是振动减弱点B ．E 点是振动加强点C ．B 、D 两点在该时刻的竖直高度差为4cmD ．t ＝0.05s ，E 点离开平衡位置2cm答案AB解析A点和C点为波峰和波谷相遇点，为减弱点，选项A正确．E点为平衡位置与平衡位置相遇点且振动一致，所以为振动加强点，选项B正确．D点为波峰与波峰相遇点，B点为波谷与波谷相遇点，为振动加强点，振幅为4 cm，所以此时刻竖直高度差为8 cm，选项C错误．两列波的周期T＝λv＝0.2 s，所以t＝0.05 s时，即经过了四分之一周期，E点离平衡位置的位移大小为4 cm，选项D错误．一、选择题1．关于波的衍射现象，下列说法中正确的是()A．某些波在一定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．一切波在一定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答案 D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．2.如图1所示，图中O点是水面上一波源，实线、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()图1A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．上述选项均不对答案 B解析从题图中可以看出挡板A比水波波长大的多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确．3．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，介质中振动加强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，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大答案 C解析两列波相遇时一定叠加，没有条件，A错；振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B错；加强点的振幅增大，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．4．已知S1、S2为水波槽中的两个波源，它们在同一水槽中分别激起两列水波，已知两列波的波长λ1＜λ2，某时刻在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解析两波源产生的波都在水中传播，故波速v相等，而两列波的波长λ1＜λ2，根据v＝λf 可知，两列波的频率不同，所以两列波不能产生干涉现象，不能形成稳定的干涉图样，A错误；任意两列波都可以叠加，故C错误，D正确；P点在其平衡位置附近振动，B错误．5.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图2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()图2A．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也会振动起来答案 B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．6.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3所示，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( )图3A ．波长λ的整数倍B ．波长λ的奇数倍C ．半波长λ2的奇数倍 D ．半波长λ2的偶数倍 答案 C7．如图4所示，水面上有A 、B 两个振动情况完全相同的振源，在AB 连线的中垂线上有a 、b 、c 三个质点，已知某时刻，a 点是两列波的波峰的相遇点，c 点是与a 点相邻的两列波的波谷相遇点，b 为ac 的中点，则以下说法正确的是( )图4A ．a 点是振动加强点，c 点是振动减弱点B ．a 点与c 点都是振动加强点，b 点是振动减弱点C ．a 点与c 点此时刻是振动加强点，经过一段时间后变成振动减弱点，而b 点可能变成振动加强点D ．a 、b 、c 都是振动加强点答案 D解析 在AB 的垂直平分线上的点到A 、B 的路程差都等于0，因此都是振动加强的点，故本题选D.8．(多选)如图5所示，S 1、S 2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，S 1、S 2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( )图5A ．P 点到两波源的距离差等于2λB ．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定传到P 点答案 BD解析 振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，A 错；两波源振动情况相同，故P 点振幅为零，B 对，C 错；在P 点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P 点时，另一列波的波谷也传播到P 点，D 对．二、非选择题9．两列简谐横波均沿x 轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x 轴正方向传播(如图6中实线所示)，另一列沿x 轴负方向传播(如图中虚线所示)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y 轴方向．则图中x ＝1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x ＝________m 处的点，振幅最小的是x ＝________m 处的点．图6答案 4、8 2、610．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24m ．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．求：(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立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30m 的桥洞，桥墩直径为3m ，桥墩处能否看到明显衍射现象？(4)若该桥下为一3m 宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射现象？答案 (1)4811m 1611m/s (2)会 (3)能 (4)能 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＝4811 m ．由v ＝λT 得，v ＝4811×3m/s ＝1611 m/s.(2)由于λ＝4811 m ，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．(3)、(4)由于λ＝4811m>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，都能发生明显的衍射现象．。

4波的衍射和干涉课堂合作探究问题导学一、波的衍射活动与探究11．波遇到障碍物时，一定发生衍射现象吗？一定发生明显的衍射现象吗？2．在观察水波衍射现象的实验中，若打击水面的振子振动频率增大，观察到的衍射现象有什么变化？迁移与应用1下列说法中正确的是（）A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象C．只有孔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D．只有波才有衍射现象1．障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射是否发生的条件，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明显的衍射现象。

一切波都能发生衍射现象。

2．波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔（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，但衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。

二、波的叠加活动与探究2两列波相遇时会发生什么现象？通过相遇区域后如何传播？迁移与应用2两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。

当t＝2.5 s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm。

M、N两点同时参与两列波的振动，所以位移是两列波分别使之振动的位移的矢量和。

三、波的干涉活动与探究31．为什么说两列波频率相同是波产生干涉的必要条件之一？2．产生干涉时，振动加强点与减弱点的条件是什么？3．怎样理解振动加强点和减弱点？迁移与应用3如图所示为两个相干波源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1．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、振动方向在同一直线上、相位差恒定。

波的衍射和干涉基本知识基本技能1．波的衍射(1)定义：波绕过障碍物继续传播的现象。

(2)实验及现象①实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。

②现象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，挡板后面产生一个阴影区。

B．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波绕到挡板后面继续传播。

实例分析：单缝衍射如图所示是做衍射实验时拍下的照片。

甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。

【例1】如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N 板可以移动，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，可采用的方法是()A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大解析：本题考查能发生明显衍射现象的条件。

减小波源的频率使波长增大，移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显，故B、D正确。

答案：BD2．发生明显衍射现象的条件(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现象十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象也不容易观察到。

【例2】如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个狭缝，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：3．波的叠加原理(1)波的独立传播：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，即各自的波长、频率等保持不变。

第十二章机械波12.4波的衍射和干涉（二）【自主预习】1．波的叠加：事实表明，几列波相遇时能够保持________运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点________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________。

2．波的干涉：频率____________两列波叠加时，使某些区域的振幅________、某些区域的振幅________，这种现象叫做波的干涉，形成的图样常常叫做________。

注意：①干涉是波叠加的结果，任意两列机械波都会叠加，但只有满足频率相同，即f1＝f2时，才能出现稳定的干涉现象。

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。

③一切波都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象。

但是两列频率不同的波叠加后，加强和减弱不稳定，不能形成干涉图样。

3．产生干涉的必要条件是，两列波的________必须相同。

跟________一样，干涉也是波所________的现象。

4．两个完全相同的波源产生的干涉，当某点到两波源的路程差等______ 时，振动加强；当某点到两波源的路程差等于_________________________时，振动减弱。

理解：加强点和减弱点①加强点：振动加强的点振动总是加强，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，也有的时刻位移为零。

只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。

②减弱点：振动减弱点的振动始终减弱，它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的。

【典型例题】一、波的叠加【例1】．如图12－4－5所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1，振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2，振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点。

高二物理选修3-4_12.4_波的衍射和干涉_LI机械波五、波的衍射机械波的衍射和干涉,图精致在波的前进方向上放一个有孔的屏，可以看到波可以绕到屏的后面继续传播。

机械波的衍射和干涉,图精致机械波的衍射和干涉,图精致机械波的衍射和干涉,图精致【衍射现象】实例1、在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的小石子、芦苇、会绕过他们继续传播，好像他们并不存在。

实例2、闻其声不见其人隔墙有耳机械波的衍射和干涉,图精致一、波的衍射定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。

机械波的衍射和干涉,图精致【实验现象】1、窄缝或障碍物的宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。

2、窄缝或障碍物的宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；3、窄缝或障碍物的宽度与波长相差不多时，有明显的衍射现象。

机械波的衍射和干涉,图精致二、发生明显衍射现象的条件1、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。

2、衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。

思考：衍射中真的是孔或障碍物的尺寸越小越好吗？当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。

机械波的衍射和干涉,图精致【波的衍射实例】1、衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射。

但要发生明显的衍射现象需要满足一定的条件，当不满足时，衍射现象虽然存在，但由于是不明显的衍射现象，不易被我们观察到。

2、具体实例：1)声波的衍射――隔墙有耳2)电磁波的衍射――收看电视机械波的衍射和干涉,图精致【思考与讨论】1、能试着解读“闻其声不见其人”中所包含的物理知识吗？人耳所听声音频率范围：20Hz-2022年0Hz 人耳所听声音波长范围：17m-17mm 人眼所能看到的可见光波长的范围：400nm-700nm 2、在有些偏远的山区，收音机能收到清晰的声音信号，而电视机信号却不清晰，你能根据所学的物理知识给出一个合理的解释吗？机械波的衍射和干涉,图精致【思考与讨论】3、医院中有一种“B超”仪器，常用来探测人体内脏的位置及发现可能的病变，这种仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？1)超声波的频率范围为大于2022年0Hz,其相应波长小于17mm;2)超声波频率高，故超声波能量大，才容易穿透皮肤和组织；3)超声波波长短，不易衍射，在一定距离内沿直线传播，方向性好，故所拍图像清晰。