高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉作业选修3-4讲解

人民教育出版社 高二|选修3-4
第十二章 · 机械波
第四节 波的衍射和干涉
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第四节 波的衍射和干涉
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一、说教材
主要内容
（一）说教材的地位和作用 （二）说教学目标
（三）说教学重点和难点
二、说教法
三、说学法
四、说教学程序设计
（一）主要设计思想 （二）新课引入 （三）新课教学
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2.关于波的衍射下列说法中正确的是（ AEF ） A．在衍射现象中，波不是沿直线传播的 B．水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象 C．横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射 D．不能发生明显衍射的，必定不是波 E．衍射是一切波的特性 F．波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象
主要设计思想
遵照教材的编写意图，按“观察现象，归纳特征，而后得出结论”的 大顺序进行教学。观察中注意引导，分析中注意启发。
生活实例
导入新课
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1、为什么隔着墙说话，墙那边的人也能听 见？
2、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，好象他们并不 存在。
律，及波的图像的知识。因此，本节从观察波的衍射和干涉现象出发，去掌握 波的干涉和衍射形成原理，使学生能顺利地理解波的衍射和干涉。教学过程通 过课件模拟物理过程的方法进行重点难点突破,使学生获得较直观的信息,充分 调动学生的主观能动作用,以激发学生研究物理问题的浓厚兴趣。
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（1）相遇时，位移是两列波分别产生的位移 的矢量和
（2）相遇后，各列波独立传播。
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高中物理选修3-4机械波知识点机械波是物理选修3-4课本的内容，高中生要学习哪些知识点?下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-4机械波知识点，希望对你有帮助。

高中物理选修3-4机械波知识点1、机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。

2、横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。

质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。

气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。

3、机械波的特点：⑴每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。

⑵波只是传播运动形式(振动)和振动能量，介质并不随波迁移。

4、横波的图象：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。

简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波。

简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。

波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。

高中物理选修3-4重要知识点①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。

②单摆周期公式中的l是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。

单摆周期公式中的g，由单摆所在的空间位置决定，还由单摆系统的运动状态决定。

所以g也叫等效重力加速度。

由此可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此应求出单摆所在地的等效g¢值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。

单摆系统运动状态不同g值也不相同。

例如单摆在向上加速发射的航天飞机内，设加速度为a，此时摆球处于超重状态，沿圆弧切线的回复力变大，摆球质量不变，则重力加速度等效值g¢=g+a。

再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重，回复力为零，则重力加速度等效值g¢=0，周期无穷大，即单摆不摆动了。

人教版 选修3-4 高二（下 ）第十二章 3. 波长、频率和波速 课后作业一、多选题1. 介质中有一列简谐机械波传播, 波源振动周期为T，振幅为A，波速为v，对于其中某个振动质点( )A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动振幅一定为AC．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率E．若这一点P与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同2. 如图所示为一列简谐横波的波动图象。

已知波速且沿轴正方向传播，从图中可知（）A ．各质点振幅为，波长为，周期为B ．在处质点的位移为零，速度方向沿轴正方向C ．在处质点的位移为零，速度最大D ．在处质点的位移为，振动周期为A ．周期为Δt ，波长为8L ．B ．周期为Δt ，波长为8L ．C ．周期为Δt ，波速为D ．周期为Δt ，波速为4. 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T >0.20 s ．下列说法正确的是________．A ．波速为0.40 m/sB ．波长为0.08 mC ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷D ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.12 s 时位于波谷E ．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m5. 一振动周期为、振幅为，位于点的波源从平衡位置沿轴正向开始做简谐振动。

该波源产生的一列简谐横波沿轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失。

一段时间后，该振动传播至某质点，关于质点振动的说法正确的是（ ）A ．振幅一定为B ．周期一定为C ．速度的最大值一定为D ．开始振动的方向沿轴向上或向下取决于它离波源的距离E ．若质点与波源的距离，则质点的位移与波源的相同F ．质点在一个周期内走过的路程等于一个波长6.某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为．下列说法正确的是（ ）1，质点1开始向下运动，经过时间Δt 第一次出现如图（b ）所示的波形．则该波的( )在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L ，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点3.二、单选题三、解答题A ．水面波是一种机械波B ．该水面波的频率为C ．该水面波的波长为D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移7. 同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波,它们的频率分别为f 1、f 2,波速分别为v 1、v 2,波长分别为λ1、λ2,在下列关系式中正确的是( )A ．B ．C ．D ．8. 平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m 的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波A ．频率是30HzB ．波长是3mC ．波速是1m/sD ．周期是0.1s9. 一列简谐横波正在沿轴的正方向传播，波速为，时刻的波形如图甲所示．图甲（）求横波中质点振动的周期．（）在图丙中画出平衡位置为处质点的振动图象（从时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）．（）在图乙中画出时刻的波形图（至少画出一个波长）．图乙图丙。

第4节波的衍射和干涉一、波的衍射1．定义：波绕过障碍物继续传播的现象。

2．两种衍射现象(1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。

当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图12-4-1甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。

图12-4-1当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。

(2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。

当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。

当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。

3．发生明显衍射现象的条件只有当缝、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。

二、波的叠加1．波的叠加原理1.波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。

2．发生明显衍射的条件：缝孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。

3．波的干涉是指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。

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，介质中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。

图12-4-2表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。

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12-4-2所示)两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。

(如图12-4-3所示)图12-4-2 图12-4-3三、波的干涉1．定义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的现象。

2．稳定干涉条件(1)两列波的频率必须相同。