高中物理选修3-4“波的反射和折射 波的衍射和干涉”知识点

第2节波的反射和折射1.惠更斯原理：介质中波阵面上的每一个点，都可以看成一个新的波源，这些新波源发出子波，经过一定时间后，这些子波的包络面就构成下一时刻的波面。

2．波的反射定律：反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波和入射波分别位于法线的两侧，反射角等于入射角。

3．波由一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折，入射角i和折射角r及波速之间满足sin isin r＝v1v2。

1.波面和波线(1)概念：①波面：从波源发出的波，经过同一传播时间到达的各点所组成的面，如图所示。

②波线：用来表示波的传播方向的线，波线与各个波面总是垂直的。

(2)波的分类：①球面波：波面是球面的波。

如空气中的声波。

②平面波：波面是平面的波。

如水波。

2．惠更斯原理(1)内容：介质中波阵面上的每一个点，都可以看成一个新的波源，这些新波源发出子波，经过一定时间后，这些子波的包络面就构成下一时刻的波面。

(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的前进方向。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)1．下列说法中正确的是()A．只有平面波的波面才与波线垂直B．有些波的波线与波面相互平行C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向解析：选C不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A、B错误；只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误。

[自读教材·抓基础]1．波的反射波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象，如图所示。

2．反射规律反射波的频率、波长和波速都与入射波相同。

3．反射定律反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。

[跟随名师·解疑难]波的反射现象的特点(1)波速不变：波速由介质决定，而反射波与入射波在同一种介质中传播。

(2)频率不变：波的频率由波源决定。

3波的反射、折射和衍射[学习目标] 1.了解波的反射和折射现象，知道波的反射和折射规律(难点)。

2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射的条件(重点)。

一、波的反射和折射1．波的反射(1)反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。

(2)反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

2．波的折射(1)波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。

(2)水波的折射：一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射。

1．在波的反射和折射现象中，反射波与入射波、折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？答案在波的反射和折射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射现象是在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同，而折射现象是在不同介质中传播，波速不同，波长也不同。

2．波在发生折射过程中，方向一定改变吗？答案不一定，如果入射波垂直于交界面时，传播方向保持不变。

波的反射和折射中各物理量的变化(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。

(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。

(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝vf可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝vf可知波长变长，反之变短。

例1一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2m。

当该声波从介质Ⅰ中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6m ，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是340m/s 。

(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1400m/s ，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比。

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．。

波的反射和折射、波的衍射一、教学目标1、知道什么是波的衍射现象。

2、知道波发生明显衍射现象的条件。

3．知道衍射是波的特有现象。

二、教学重点：波发生明显衍射现象的条件。

三、教学方法：实验演示四、教具：水波槽、两块挡板、五、教学过程：（一）引入新课大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，这是什么原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。

（二）进行新课波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。

【板书】1、波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。

大家想一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？答：在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇的细小的障碍物，会绕过它们继续传播。

下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观察。

现象：水波绕过小挡板继续传播。

将小挡板换成长挡板，重新做实验。

现想：水波不能绕到长挡板的背后传播。

这个现象说明发生衍生的条件与障碍物的大小有关。

下面通过实验研究发生明显衍射现象的条件。

【演示】在水波槽里放两快小挡板，当中留一狭缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播。

（1）保持水波的波长不变，该变窄缝的宽度（由窄到宽），观察波的传播情况有什么变化。

观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象。

水波绕到挡板后面继续传播。

（参见课本图10-26甲）在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”。

（参见课本图10-26乙）（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。

可以看到：在窄缝不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显。

将课本图10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它们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。

高中物理选修3-4光的干涉和衍射题型1（光的干涉——双缝干涉）1、光的波动性17世纪惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。

19世纪初，人们成功地观察到了光的干涉和衍射现象，从而证明了波动说的正确性。

2、产生光的干涉现象的条件只有由想干波源（即振动情况完全相同的光源）发出的光，才能产生光的干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。

3、光的干涉现象证明了光是一种波光的颜色由光的频率决定。

红光频率最小，在真空中波长最长，紫光频率最大，在真空中波长最短。

由红到紫频率逐渐增大，在真空中波长逐渐减小。

在同种介质中不同频率的可见光折射率不同，介质对频率高的折射率大。

对红光折射率最小，对紫光折射率最大，红光传播速度最大，紫光传播速度最小。

在不同介质中传播速度不同，但频率保持不变，波长变化。

波长、波速和频率的关系是。

由光在真空中、介质中光的传播速度、波长、频率间的关系、得：，而，所以同一色光在真空中波长和介质中波长的关系是。

3、双缝干涉（1）双缝干涉的原理使太阳光或某种单色光，通过一个具有单一狭缝的挡板，成为线光源，再让这一束光射到另一个具有相隔很近的两条狭缝的挡板上，而单缝到两条狭缝的距离相等，通过双缝的两束光就成了相干光源（即频率相同的两束光），当它们相遇在屏幕上时，相互叠加就形成了稳定的干涉条纹。

（2）双缝干涉的规律双缝干涉的实验装置如图所示，用、表示双缝，它们之间的距离为d，双缝到屏幕之间的距离为L，屏幕上某一点P（或Q）到双缝的距离分别为、，则通过双缝、的光到达屏幕上P（或Q）点的距离差就是：。

①若、光振动情况完全相同，则符合，（n=0、1、2、3……）时，出现亮条纹；②若符合，（n=0、1、2、3……）时，出现暗条纹。

相邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的中央间距为。

（3）双缝干涉的现象利用白光做实验，在屏幕上得到的是彩色的干涉条纹；如果利用单色光做实验，则在屏幕上得到阴暗相间的干涉条纹。

其原因就是：白光是由其中不同的单色光组成，每一种单色光所形成的条纹间距各不相同，红光最大，紫光最小，各种色光的干涉条纹叠加起来时，不能相互重叠，就得到了彩色的干涉条纹。

高二物理选修3-4 波的衍射与干涉【知识要点】一、基本知识频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，二、波的干涉图样的形成有两列频率相等，波长相等的波f 1=f 2，12λλ＝，在传播过程中相遇。

以实线表示波峰，虚线表示波谷，如图讨论两个振源O 1、O 2连线中垂线上的点。

例如P 1，这是某个时刻两列波叠加的情况，P 1点是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振动方向向上。

再例如P 2点，它是波谷与波谷叠加，也为振动加强点，振动方向向下，振幅为两列波振幅的合。

再过1T 2，P 1处，振源O 1发出的波谷传至P 1处，振源O 2发出的波谷传至P 1处，P 1处为波谷与波谷叠加，为振动加强点。

P 2处，振源O 1发出的波峰传至P 2处，振源O 2发出的波峰传至P 2处，P 2为波峰与波峰叠加，也为振动加强区，可见P 1、 P 2两点始终是振动加强点。

讨论P 3、P 4点，如图所示的时刻，P 3为波谷与波峰叠加，P 4为波峰与波谷叠加，都是振动减弱点。

振幅为两列波振幅的差，若两列波振幅相等，则此时P 3、P 4合振幅为0，P 3、P 4处质点没有振动。

同理可得再过T 2时间，P 3处为波峰与波谷叠加，P 4处为波谷与波峰叠加，都是振动减弱的点。

另外，我们还可以从干涉图样上得出振动加强点、减弱点与两振源之间距离的规律。

相邻两个波峰或波谷之间的距离为λ，则相邻两实线（虚线）之间的距离就表示一个波长λ。

由图可得：①对振动加强点例P 1：123322r r λλ== 120r r δ=-=可得P 1P 2所在的直线（即O 1、O 2连线中垂线）上的点均满足这个规律，都是振动加强点，P 1、P 2所在的直线始终为振动加强区。

例P 5：r 1=2λ r 2=λ12r r δλ=-=同理P 5所在的直线也始终为振动加强区多取几点，便可总结规律 12r r k δλ=-= k =0、1、2……满足该条件的点始终为振动加强点。

高中物理选修3-4光的本质知识点下面店铺给大家带来高中物理光的本质知识点，希望对你有帮助。

高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;二、光的电磁说：1、光是电磁波：(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;(2)光的传播不需要介质;(3)光能发生衍射、干涉现象;2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;3、光的衍射：特例：萡松亮斑;4、光的干涉：(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色;三、光电效应：在光的照射下，从物体向外发射出电子的现象叫光电效应，发射出的电子叫光电子;1、现象：(1)任何金属都有一个极限频率，只有当入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应;(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无光，只随入射光的频率的增大而增大;(3)入射光照射在金属上光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比;2、在空间传播的光是不连续的而是一份一份的，每一份叫做光子;光子的能量:E=hγ(光的频率越大光子的能量越大)3、光电效应证明了光具有粒子性;4、光具有波、粒二象性：光既具有波动性又具有粒子性;四、激光具有：相干性(作为干涉光源);平行度好(作光盘、测量);亮度高(加热、光刀)五、物质波：(自然界中的物质可分为：场和实物)1、自然界中一切物体都有波动性;2、物质波的波长：λ=h/p;高中物理选修3-4知识点1.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。

高二物理选修3-4 波的衍射与干涉【知识要点】一、基本知识频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，二、波的干涉图样的形成有两列频率相等，波长相等的波f 1=f 2，12λλ＝，在传播过程中相遇。

以实线表示波峰，虚线表示波谷，如图讨论两个振源O 1、O 2连线中垂线上的点。

例如P 1，这是某个时刻两列波叠加的情况，P 1点是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振动方向向上。

再例如P 2点，它是波谷与波谷叠加，也为振动加强点，振动方向向下，振幅为两列波振幅的合。

再过1T 2，P 1处，振源O 1发出的波谷传至P 1处，振源O 2发出的波谷传至P 1处，P 1处为波谷与波谷叠加，为振动加强点。

P 2处，振源O 1发出的波峰传至P 2处，振源O 2发出的波峰传至P 2处，P 2为波峰与波峰叠加，也为振动加强区，可见P 1、 P 2两点始终是振动加强点。

讨论P 3、P 4点，如图所示的时刻，P 3为波谷与波峰叠加，P 4为波峰与波谷叠加，都是振动减弱点。

振幅为两列波振幅的差，若两列波振幅相等，则此时P 3、P 4合振幅为0，P 3、P 4处质点没有振动。

同理可得再过T 2时间，P 3处为波峰与波谷叠加，P 4处为波谷与波峰叠加，都是振动减弱的点。

另外，我们还可以从干涉图样上得出振动加强点、减弱点与两振源之间距离的规律。

相邻两个波峰或波谷之间的距离为λ，则相邻两实线（虚线）之间的距离就表示一个波长λ。

由图可得：①对振动加强点例P 1：123322r r λλ== 120r r δ=-=可得P 1P 2所在的直线（即O 1、O 2连线中垂线）上的点均满足这个规律，都是振动加强点，P 1、P 2所在的直线始终为振动加强区。

例P 5：r 1=2λ r 2=λ12r r δλ=-=同理P 5所在的直线也始终为振动加强区多取几点，便可总结规律 12r r k δλ=-= k =0、1、2……满足该条件的点始终为振动加强点。

4波的衍射和干涉记一记波的衍射和干涉知识体系2个特有现象——波的衍射和干涉2个条件——干涉和明显衍射的条件1个原理——波的叠加原理辨一辨1.“隔墙有耳”指的是声波的衍射现象．(√)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．敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象．(√)4．只有频率相同的两列波才可以叠加．(×)5．两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象．(×)6．在振动减弱的区域，各质点都处于波谷．(×)想一想1.既然一切波都能够发生衍射，那为什么生活中见不到光波的衍射现象？提示：光波的波长通常在0.4～0.7 μm的范围内，跟一般障碍物的尺寸相比非常小，所以通常的情况下看不到光的衍射，看到的是光的直线传播．2．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．结果他听到的声音会忽强忽弱，这属于什么物理现象？提示：波的干涉现象．3．大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象，你能说出是什么原因吗？提示：声波在传播过程中遇到障碍物时，可以绕过障碍物继续传播，不沿直线传播；光沿直线传播，不能绕过障碍物，这样就发生了“闻其声不见其人”的现象．4．你知道“风声、雨声、读书声，声声入耳”体现了波的什么性质吗？提示：声波在相互交错、叠加之后互不影响，仍能保持原来的性质向前传播，这种现象体现了波传播具有独立性．5．在波的干涉中，振动加强的点和振动减弱的点的振动情况是怎样的？是不是振动减弱的点始终位于平衡位置不动？提示：在波的干涉中，振动加强的点是指两列波在该点的振动方向始终相同，因而使该点以两列波的振幅之和作为新的振幅做简谐运动；而振动减弱的点是指两列波在该点的振动方向始终相反，因而使该点以两列波的振幅之差作为新的振幅做简谐运动．只有当两列波的振幅相等时，所形成的干涉中的振动减弱的点的振幅才为零，此时该点表现为始终处于平衡位置不动．思考感悟：练一练1.)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项正确．答案：D2．(多选)如图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() A．此时能观察到波的明显的衍射现象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解析：观察题图可知道孔的尺寸与波长差不多，能观察到波的明显的衍射现象，A项正确；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，B项正确；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，C项正确；若f增大，由λ＝vf，知λ变小，衍射现象变得不明显了，D项错误．答案：ABC3．(多选)如图所示，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()解析：两列波的半个波形相遇时，B项正确．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项正确．答案：BC4．两波源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发生干涉B．在两波相遇的区域中不会发生干涉C．a点的振动始终加强D．a点的振动始终减弱解析：从题图中看出，两列波的波长不同，但同一介质中波速相等，根据v＝λf，知频率不同，所以在两波相遇的区域中不会发生干涉；因为不能发生干涉，所以虽然此时刻a点的振动加强，但不能始终加强，当然也不能始终减弱，所以本题选B.答案：B要点一波的衍射1．(多选)下列现象属于波的衍射现象的是()A．隔墙有耳B．空山不见人，但闻人语响C．余音绕梁，三日不绝D．夏日雷声轰鸣不绝解析：“余音绕梁，三日不绝”和“夏日雷声轰鸣不绝”主要是声音的反射现象引起的，而“隔墙有耳”和“空山不见人，但闻人语响”均属于波的衍射现象．答案：AB2．(多选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是()A．增大小孔尺寸B．减小小孔尺寸C．增大水波频率D．减小水波频率解析：根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔尺寸或增大水波波长，或同时减小小孔尺寸、增大水波波长，A项错误，B项正确；改变频率对衍射现象好像没有影响，但题目的情景中是水波，介质已确定，由v＝λf知：若f改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必须减小水波频率，C项错误，D项正确．答案：BD3．如图所示，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()A．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项正确．答案：B要点二波的干涉4.(多选)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()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，A项正确；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，B项错误；相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C项错误；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，D项正确．答案：AD5．当两列同频率的水波发生干涉现象时，若两列波的波峰在P点相遇，则()①质点P的振动始终加强②质点P的频率最大③质点P 的位移始终最大④质点P的位移有时可能为零A．①②B．②③C．③④D．①④解析：由于两列波的波峰在P点相遇，P点是振动加强点，且振动始终加强，①正确；两列波发生干涉，它们的周期和频率不会发生改变，各个点的频率仍是相同的，②错误；振动加强并不意味着其位移始终最大，振动加强点的振幅最大，但位移总在变化，有时可能为零，③错误，④正确．故D项正确．答案：D6．(多选)如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A.a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc.某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则()A．a处质点的位移始终为2AB．c处质点的位移始终为－2AC．b处质点的振幅为2AD．c处质点的振幅为2A解析：因为a、b、c三点均在S1、S2连线的中垂线上，则各点到S1、S2的距离相等，则S1与S2到各点的波程差为零，S1与S2振动情况相同，则a、b、c各点振动加强，振动加强并不是位移不变，而是振幅为2A.答案：CD7．(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点解析：振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，A 项错误；两波源振动情况相同，故P点振幅为零，B项正确，C 项错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷也传播到P点，D项正确．答案：BD8．如图所示，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________．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，则此处声波的振幅等于原振幅的2倍．答案：相同等于零等于原振幅的2倍基础达标1.(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是()A．衍射是机械波特有的现象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．声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，A、C两项错误；发生明显衍射是有条件的：当缝、孔或障碍物尺寸比波长小或差不多时，缝、孔或障碍物越小，越易发生明显衍射，B项正确，D项正确．答案：BD2．(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是() A．相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇之后，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解析：两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动则是两列波共同作用的结果，故A项错误，B、C 两项正确；几个人在同一房间说话，发出的声波在空间中相互叠加后，并不改变每列波的振幅、频率，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故D项正确．答案：BCD3．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解析：两列波相遇时一定叠加，没有条件，A项错误；振动加强是指振幅增大，而不只是波峰与波峰相遇，B项错误；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项正确，D项错误．答案：C4．(多选)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．下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅解析：波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，A项正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，B项错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，C项错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，D项正确．答案：AD5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子的振动频率是5 Hz，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．5 cmC．d≥1 cm D．d＜1 cm解析：在水槽中激发的水波波长为λ＝vf＝0.055m＝0.01 m＝1cm.若要在小孔后产生明显的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长或与波长相差不多．答案：D6．利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则()A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析：由图可以看出，图甲是水波通过小孔的情况，属于波的衍射现象，图乙是两列波在传播过程中叠加形成的干涉图样，属于波的干涉现象，D项正确．答案：D7．(多选)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解析：A、B两处小船明显受到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，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．答案：AD8．(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m．则不同时刻的波形正确的是()解析：脉冲波在介质中传播，x＝v t，当t＝0.3 s时，两脉冲波各沿波的传播方向传播0.3 m，恰好相遇，故A项正确；当t＝0.4 s、0.5 s、0.6 s时，两脉冲波各沿波的传播方向传播0.4 m、0.5 m、0.6 m，由波的叠加原理可知B、D两项正确，C项错误．答案：ABD9．(多选)波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图所示，下列说法正确的是() A．两列波同时到达P点B．两列波相遇时P点波峰值可达到A1＋A2C．两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播D．因频率不同，这两列波相遇不能叠加解析：因两波源同时起振，形成的都是绳波，波速相同，因此两列波同时到达P点，A项正确；因f2＞f1，故λ2＜λ1，当①的波峰传至P点时，②的波峰已过了P点，即两波峰在P点不会相遇，根据波的叠加原理，P点的波峰值不会达到A1＋A2，B项错误，C项正确；因波的叠加没有条件，D项错误．答案：AC10．(多选)如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是()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：由题图可知，图中O、M为振动加强点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A项错误；N、P为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，N、P两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B项正确；质点不会随波移动，C项错误；从该时刻经14周期，两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，D项正确．答案：BD11．如图甲所示，两列横波沿同一水平面传播，两列横波的波源沿竖直方向振动．横波1的波源B点的振动图象如图乙所示；横波2的波源C点的振动图象如图丙所示．两列波的波速都为20 cm/s，两列波在P点相遇，P与B、C两点的距离均为40 cm，则P点振幅为()A．70 cm B．－10 cmC．0 D．10 cm解析：由图知，两列波的周期都是T＝1 s，由v＝λT得，波长λ＝v T＝0.2×1 m＝0.2 m．因PC＝PB＝40 cm，而t＝0时刻两波的振动方向相反，则两列波的波峰和波谷同时传到P点，P点是振动减弱的点，振幅等于两波振幅之差，即为A＝40 cm－30 cm ＝10 cm，故A、B、C三项错误，D项正确．答案：D能力达标12.(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＝－2×10－1m和x＝12×10－1m处，两列波的波速均为v＝0.4 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x ＝0.2 m和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．质点P、Q都首先沿y轴负向运动B．t＝0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点C．t＝1 s时刻，质点M的位移为＋4 cmD．t＝1 s时刻，质点M的位移为－4 cm解析：根据“上下坡”法可以判断，质点P，Q都首先沿y 轴负向运动；两列波波速相等，经过t＝0.75 s，两波传播的路程都为30 cm，但P，Q两质点并不沿x轴运动；t＝1 s时刻，左边波传到x＝60 cm处，右边波传到x＝40 cm处，两波的波谷相遇在M点，叠加后质点M的位移为－4 cm.答案：AD13．(多选)如图所示为两列沿同一绳子相向传播的简谐横波在某时刻的波形图，虚线表示甲波，波速为v1，实线表示乙波，波速为v2，M为绳上x＝0.2 m处的质点，则下列说法中正确的是()A．这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强B．由图示时刻开始，再经甲波周期的14，M将位于波谷C．甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大D．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较解析：两列机械波在同一介质中传播，波速相同，D项错误，C项正确；从波的图象可以看出，两列波的波长相同，则频率、周期也相同，两列波将发生干涉现象，再经14周期，两列波的波谷同时传到M点，M将出现波谷，振动加强，A、B两项正确．答案：ABC14．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．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30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射现象？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射现象？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＝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，都能发生明显的衍射现象．答案：(1)4811 m 1611 m/s (2)会 (3)能 (4)能15．波源S 1和S 2振动方向相同，频率均为4 Hz ，分别置于均匀介质中x 轴上的O 、A 两点处，OA ＝2 m ，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同．求：(1)简谐横波的波长；(2)O 、A 间合振动振幅最小的点的位置．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 ＋12λ，k 为整数．解得：x ＝0.25 m 、0.75 m 、1.25 m 、1.75 m.答案：(1)1 m(2)O 、A 间离O 点的距离为0.25 m 、0.75 m 、1.25 m 、1.75 m 的点为合振动振幅最小的点。

高中物理选修3-4知识点光的干涉、衍射和偏振1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。

（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：λdL x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。

红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。

白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。

2）光的颜色、色散A 、薄膜干涉（等厚干涉）：图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。

不同λ的光做实验，条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B 、薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）⑷、厚度变化越快，条纹越密白光入射形成彩色条纹。

C 、折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。

折射率越大，偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。

同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。

（白光入射为彩色条纹）。

光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。

⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。

当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。

当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。

⑶只有横波才有偏振现象。

⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E 所引起的，因此常将E 的振动称为光振动。

高二物理人教版选修34波的衍射和干涉重/难点重点：波的衍射、波的叠加及发作波的干预的条件。

难点：对动摇的波的干预图样的了解。

重/难点剖析重点剖析：〝阻碍物或孔的大小比波长小，或许与波长相差不多〞是发生清楚衍射现象的条件，而不是发生衍射现象的条件。

波遇到阻碍物就会发作衍射，只是在上述的条件下可以清楚观察到。

波的干预的条件是：同一类的两列波，频率(波长)相反，相位差恒定，在同一平面内振动。

当它们发作叠加时，会出现干预现象。

难点剖析：波的干预是波的叠加的一个特殊状况，任何两列波都可以叠加，但只要满足相关条件的两列波才干发生动摇的干预现象。

发作干预的区域中，介质中的质点仍在不停地振动着，其位移的大小和方向都随时间做周期性的变化，但振动增强的点一直增强，振动削弱的点一直削弱，并且振动增强的区域和削弱的区域相互距离，构成的干预条纹位置不随时间发作变化。

应当明白，所谓振动增强是指质点参与的合振动的振幅比独自一列波惹起的振动的振幅大的状况，因此，振动增强的点的位移是在不时变化的，在某一时辰的位移可以为零，只是其振动的振幅坚持不变而己。

打破战略1．波的衍射(1)波的衍射现象首先观察水槽中水波的传达：圆形的水波向外分散，越来越大。

然后，在水槽中放入一个不大的阻碍屏，观察水波绕过阻碍屏传达的状况。

由此给出波的衍射定义。

波绕过阻碍物的现象，叫做波的衍射。

再引导先生观察：在水槽中放入一个有孔的阻碍屏，水波经过孔后也会发作衍射现象。

看教材中的插图，解释〝绕过阻碍物〞的含义。

(2)发作清楚波的衍射的条件在前面观察的基础上，引导先生停止下面的观察：①在不改动波源的条件下，将阻碍屏的孔由较大逐突变小。

可以看到波的衍射现象越来越清楚。

由此得出结论：阻碍物越小，衍射现象越清楚。

②能够的话，在不改动阻碍孔的条件下，使水波的波长逐突变大或逐突变小。

可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越清楚。

由此指出：当阻碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较清楚。

高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。

本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。

理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。

考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。

要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。

知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

在光的折射中光路是可逆的。

折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。

测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。

根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。

对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。

当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。

不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。

介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。

波的衍射、干涉：：【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。