高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课堂达标新人教版选修3-4

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高中物理第12章机械波4波的衍射和干涉课件新人教版选修3_4

(4)振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可为 0)，但其位移随时间发生变化．
(5)振动加强的点的振动总是加强，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，有的时刻位移为零．
(6)振动减弱的点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波的振幅之差．如果两列波的振幅相同，则振动减弱点总是处于静止状态，并不振动．
【答案】 BCE
衍射现象的两点提醒 (1)障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明衍射现象． (2)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，也很难观察到波的衍射．
波的干涉
[先填空] 1．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___特__征__，继续传播．即各自的波长、频率等保__持___不___变__． (2)波的叠加：在几列波重叠的区域里，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_．
A．质点 P 的振动有时是减弱的 B．质点 P 的振动始终是加强的 C．质点 P 的振幅最大 D．质点 P 的位移始终最大 E．某时刻质点 P 的位移可能为零
【解析】 P 点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是加强的，A 错误， B 正确；质点 P 处于振动加强区，振幅最大，C 正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，D 错误；质点振动到平衡位置时，位移为零，E 正确．
[再判断] 1．孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×) 2．孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象．(√) 3．超声波比普通声波的波长小．(√)

2015-2016高中物理第12章第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3-4

不大。振幅越是接近，干涉图样越明显。
2．关于加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的
振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和， A ＝ A1 ＋ A2。
(2)减弱点：在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，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，水面保持平静。
时刻， a 的振动是由左行波引起的， b 的振动是由右行波引起的，根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定
选项B是正确的。
对波的干涉的理解干涉型消声器能有效地消除低频噪声，发动机
(正常工作期间)周期性排气噪声，就是一种典型的低频噪声。
一台四缸四冲程发动机，当它以2 000 r/min的转速运转时，其峰值频率在200 Hz以下的噪声较大。所以常用干涉型消声器来消除这类低速转动发动机所发出的低频噪声，一台带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10 dB
波的叠加 1．波的独立传播特性两列波相遇后，每列波仍象相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播。(如图所示) ______________
2．波的叠加原理
在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与
两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的 __________ 矢量和，当两列波振动方向在同一直线上时，这两个位移 __________ 代数和。的矢量和在选定正方向后可简化为__________
间内通过的能量很小，又分布到很大的区域上，水波非常弱，
将看不清楚。
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

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3_4

• 把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区．振动加强区和振动减弱区是相互隔开的．
注意：（1）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱．（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．
s1 - s 2 2n 1 2 （n = 0,1,2,3 ……）
2 在同一均匀介质中有S1、S2两个波源，这两个波源的频率相同。S1、S2相距两个波长，B点为S1、S2直线的中点，今以B为圆心以R＝λ 为半径画圆，问在该圆周上（S1、S2两点除外）共
A
有几个振动加强点。
解：设A点为振动加强点，则有 |S1A－S2A|＝nλ 由图中可知：n＝0或n＝1
衍射是所有波共有的一种现象，一切波都能发生衍射．同时，它也是波所特有的现象
发生明显衍射现象的条件
水波的衍射
结论：
• 窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象； • 窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显； • 窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象．
发生明显衍射现象的条件：
如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈.
干涉的解释
• 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静．

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衍射衍射
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二、波的干涉 1.波的叠加原理:几列波相遇时能够保持各自的运动特征,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同波时单独传播时引起的位移的_______。
矢量和
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2.波的干涉: (1)定义:_________的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些频区率域相的同振幅减小的现象。 (2)稳定干涉条件。 ①两列波的_____必须相同。 ②两个波源的_______必须保持不变。
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【补偿训练】 1.(多选)关于波的衍射现象,下列说法正确的是( ) A.水波绕过障碍物继续传播的现象即为波的衍射现象 B.衍射现象是波特有的现象,一切波都能发生衍射,只不过明显与否而已 C.“闻其声而不见其人”为声波的衍射现象 D.要发生衍射,必须满足一定的条件,否则,波就不会发生衍射
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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
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【解析】选A、D。由图可知:a是波谷和波谷相遇的点,c是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、 d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,A正确。e位于加强点的连线上,仍为加强点;f位于减弱点的连线上,仍为减弱点,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,C错误。因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,D正确。故正确答案为A、D。
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高中物理人教版(选修3-4)第十二章机械波第4节波的衍射和干涉+课件+(32张)(32张)

B
S1
S2
观察不到衍射现象．
6.下列关于波的衍射的说法正确的是
( BD )
A.衍射是一切机械波特有的现象
B.对同一列波,缝或孔(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.声波容易发生衍射是由于声波波长较大
7.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是5HZ,水波在槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小
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？
二、波的叠加
1.波的独立性原理两列波相遇后，仍保持各自的运动状态，继续传播，它们都彼此没有受到影响．
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．
例1 下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是（） A、相遇后，振幅小的一列波振幅将小减
小，振幅大的一列波振幅将增大 B、相遇以后，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，这说明波在相遇时互不干扰
实验一：波长一定的水波通过宽度不同的狭缝
现象：水波绕过小孔或障碍物继续传播．
•1、人才教育不是灌输知识，而是将开发文化宝库的钥匙，尽我们知道的交给学生。 •2、一个人的知识如果只限于学校学习到的那一些，这个人的知识必然是十分贫乏的2021/10/162021/10/162021/10/1610/16/2021 4:14:29 PM •3、意志教育不是发扬个人盲目的意志，而是培养合于社会历史发展的意志。 •4、智力教育就是要扩大人的求知范围 •5、最有价值的知识是关于方法的知识。 •6、我们要提出两条教育的诫律，一、“不要教过多的学科”；二、“凡是你所教的东西，要教得透彻”2021年10月2021/10/162021/10/162021/10/1610/16/2021 •7、能培养独创性和唤起对知识愉悦的，是教师的最高本领2021/10/162021/10/16October 16, 2021 •8、先生不应该专教书，他的责任是教人做人；学生不应该专读书，他的责任是学习人生之道。2021/10/162021/10/162021/10/162021/10/16

【人教版】2020版高中物理第十二章机械波第4课时波的衍射和干涉学案新人教版选修3-4

第4课时波的衍射和干涉[研究选考·把握考情]知识点一波的衍射[基础梳理]1.定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。

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相差不多，或者比波长更小。

3.一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。

[要点精讲]1.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。

2.波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，“障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件。

3.波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(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情况。

【例1】如图1所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知( )图1A.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，衍射现象将更明显解析小孔是衍射波的波源，A侧是衍射波，A错误；在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误。

答案 B知识点二波的叠加[基础梳理]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。

[即学即练]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2所示，下列说法正确的是( )图2A.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P为绳的中点，故两列波同时到达P点，A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，选项B错误，选项C正确；因波的叠加没有条件，故选项D错误。

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最新审定版试题欢迎下载！第十二章第四节波的衍射和干涉1．(江苏省扬州中学2017年高二下学期期中)下列关于波的衍射的说法正确的是( B )A ．波要发生衍射现象必须满足一定的条件B ．与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大C ．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显D ．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象解析：衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，故A 、D 错误；波长越长衍射现象越明显，B 正确；对同一列波障碍物越大衍射现象越不明显，C 错误。

2．(陕西省西安一中2017年高二下学期检测)一个波源在绳的左端发出一列波①，频率为f 1，振幅为A 1；同时另一波源在绳的右端发出一列波②，频率为f 2，振幅为A 2，P 为两波源的中点，如图所示下列说法中不正确的是( B )A ．两列波同时到达两波源的中点PB ．两列波相遇时，P 点的波峰值可达A 1＋A 2C ．两列波相遇时，绳上波峰值可达A 1＋A 2的点只有一个，此点在P 点左侧D ．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播解析：两列波同时传到P 点，使P 点开始振动，但并非波峰同时传播到P 点，如图所示，因波速相同，而两列波的波长不同，所以当两列波同时传播到P 点时，两波峰距P 点的距离并不相同，所以应该波长较小的波的波峰先到达P 点，而两波峰同时到达的位置大约在图中的O 点，故本题B 项错误，A 、C 、D 三项正确。

故选B 。

3．(天津一中2017年高二下学期期末)如图所示是两列相干波的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅都为10cm ，波速和波长分别为1m/s 和0.2m ，C 点为AB 连线的中点，则：图中的B 、C 、D 三点中，振中加强的点是__B 、C ___，C 点此时的振动方向__向下___(填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.65s ，C 点通过的路程为__260___cm 。

高中物理第十二章机械波4波的衍射和干涉学案新人教版选修3_4

4 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．发生明显衍射的条件缝、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．3．一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象．在日常生活中我们常遇到“不见其人,先闻其声”的现象,为什么看不到人却能听到他发出的声音呢？提示：声波的波长比较长,容易衍射,而光波波长短,不容易衍射,所以会有“不见其人,先闻其声”的现象．二、波的干涉1．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特征,继续传播．(2)波的叠加：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．2．波的干涉(1)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．形成的图样常常称为干涉图样．(2)产生干涉的两个必要条件是：两列波的频率必须相同和两个波源的相位差保持不变．(3)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象．内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机在排放各种高速气流的过程中,都伴随有噪声．利用干涉原理制成的干涉型消声器可以降低这种噪声．如图所示为一台干涉型消声器的原理图．试讨论其消声原理．提示：如果有一列波长为λ的声波,沿水平管道自左向右传播,当入射波达到a 处时,分成两束相干波,它们分别通过r 1和r 2再在b 处相遇．若Δr ＝r 2－r 1恰好等于声波半波长λ2的奇数倍,即Δr ＝2k ＋1λ2时,声波干涉后的合振幅A ＝0.这就是说该频率的声能被削弱,从而达到控制噪声的目的．考点一波的衍射1．定义：波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射．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,如下图甲所示,虽然发生衍射现象,但不明显．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．4．正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象,一切波都会发生衍射现象,凡能发生衍射现象的一定是波．(2)衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异,没有“不发生衍射”之说．(3)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是使衍射现象明显表现的条件．(4)一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象．(5)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．5．衍射的成因波传到小孔(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(称为子波),在孔(或障碍物)后传播,于是就出现了偏离直线方向传播的衍射现象．【例1】(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是( )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,由于声波波长较长【导思】根据波的衍射特点和发生明显衍射的条件去分析．【解析】衍射是一切波特有的现象,所以A正确,C错误；发生明显衍射是有条件的,只有缝、孔、障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,所以B 正确；声波的波长在1.7 cm～17 m之间,一般缝、孔、障碍物与之相比都较小,所以声波容易发生衍射,D正确．【答案】ABD将一只瓶子立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕过的现象,激发水波的振子的振动频率大些好,还是小些好？为什么？答案：见解析解析：当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时,能发生明显的衍射现象,由于瓶子的直径已确定,故水波的振子的波长越长越好,所以,激发水波的振子的振动频率越小越好．考点二波的叠加1．波的独立性两列波相遇后,每列波将保持各自原来的波形继续向前传播,互不干扰．如图甲、乙所示,在同一直线上,向右传播的波1和向左传播的波2相遇以后,各自还是按照相遇前的波速、振幅、频率,继续沿着各自的方向传播,不会因为相遇而发生任何变化．2．波的叠加原理(1)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．下图表示了分别向右、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．两列同向波的叠加,振动加强,振幅增大．(如左下图所示)两列反向波的叠加,振动减弱,振幅减小．(如右下图所示)【例2】如图甲所示,两列相同的波沿一直线相向传播,当它们相遇时,图乙所示的波形中可能的是( )A．a和b B．b和cC．c和d D．a和d【导思】 1.两列波相遇前、后,每列波各自的运动状态发生变化吗？2．两列波相遇后,在它们重叠区域里质点的位移与各列波单独传播时的位移有什么关系？【解析】当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时,根据波的叠加原理,前半个波(或后半个波)重叠区所有质点此刻的振动合位移为零,而两列波的后半个波形(或前半个波形)不变,b图正确；当两列波恰好完全重叠时,由波的叠加原理知所有质点的位移大小均加倍,c图正确,故正确答案为B.【答案】 B【规律总结】在两列波的重叠区域,介质质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移的矢量和．利用这一关系,这类问题可分阶段分别画出重叠时两列波各自的波形图,再根据位移合成原理画出重叠后的波形图,再与题给选项对照．(多选)在一根绳子上相向传播着波长相等的两个绳波,如图所示,在某时刻,两个绳波传播在绳上的AB段时,绳子看起来是一根直线,那么( AC )A．此时在绳子的AB段上,有些质点速度不为零B．此时在绳子的AB段上,所有质点速度都为零C．在这以后,绳子上仍然有两个绳波相互背离向相反方向传播D．在这以后,绳子将保持直线状态直至永远解析：两波在传播过程中,在其相遇的区域要进行振动的叠加,由于两列波振幅、频率相同,振动方向相反,故AB段各质点合位移为零,但有些质点合速度不为零,离开AB后的两波独立传播,所以A、C正确．考点三波的干涉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,这种现象叫做波的干涉．2．产生干涉的必要条件(1)两列波的频率必须相同；(2)两个波源的相位差必须保持不变．如果两列波的频率相同,则振动加强的区域总是加强,振动减弱的区域总是减弱,这样才能形成稳定的干涉图样．波的干涉是波的叠加中的一个特例．【拓展延伸】在什么条件下两列波叠加时可以产生明显的干涉图样？明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的！明显的干涉图样除了满足相干条件外,还必须满足两列波振幅差别不大．振幅越是接近,干涉图样越明显．3．振动加强点和振动减弱点如图所示,用两组同心圆表示从波源发出的两列波．相邻的实线表示波峰,虚线表示波谷,实线与虚线间的距离等于半个波长,实线与实线、虚线与虚线间的距离等于一个波长．(1)振动加强点：如果在某一时刻,某点(如图中a点)处两列波的波峰与波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷与波谷相遇,不论是波峰与波峰相遇,还是波谷与波谷相遇,质点a的位移都最大,大小等于两列波振幅的和．在a点,两列波引起的振动始终是加强的．(2)振动减弱点：如果在某一时刻,某点(如图中b点)处两列波的波峰与波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷与波峰相遇,不论是波峰与波谷相遇还是波谷与波峰相遇,质点b的位移都最小,大小等于这两列波的振幅之差．如果两波振幅相同,则这点静止．在b点,两列波引起的振动始终是减弱的．振动减弱的质点b并非一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差的绝对值.(3)振动加强点和减弱点的特点把振动加强的区域用实线连接,振动减弱的区域用虚线连接,可以看出,振动加强的区域和振动减弱的区域相互间隔．4．对波的干涉现象的理解(1)波的叠加是无条件的,任何频率的同种性质的两列波在空间相遇都会叠加．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列波的频率相同、相位差恒定,如果两列波的频率不相同,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果都不相同,看不到稳定干涉图样．(3)振动加强的点和振动减弱的点始终以波源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可为0),但其位移随时间发生变化．(4)同衍射一样,波的干涉是波特有的现象．【例3】如图所示是两列波发生的干涉图样,图中a、b、c、d、e各点的振动情况如何？(d在b、c的连线上)【导思】要知道各点的振动情况,应明确这些点是加强的点还是减弱的点．【解析】a是振动减弱点；b、c是振动加强点；d处在振动加强区上,因此也是振动加强点,只是此时刻它恰好处在平衡位置上；e点既不在振动加强区上,也不在振动减弱区上,因此它的振幅不是最大,也不是零．【答案】见解析(多选)两个振动情况完全一样的波源S 1和S 2相距6 m,它们在同种均匀介质中产生的干涉图样如图所示,图中实线表示振动加强的区域,虚线表示振动减弱的区域．下列说法正确的是( AC )A ．两波源的振动频率一定相同B ．虚线一定是波谷与波谷相遇处C ．两列波的波长都是2 mD ．两列波的波长都是1 m解析：因为形成稳定的干涉图样,所以两波源的频率一定相同,A 正确；因为S 1和S 2相距6 cm,由干涉图样可得,两列波的波长都是2 m,C 正确,D 错误；虚线是振动减弱区,是波峰与波谷相遇处,B 错误．重难疑点辨析波的干涉中加强区和减弱区的判断方法1．图象法：在某时刻的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,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连线为中心向外辐射的连线,形成加强线或减弱线,两种线互相间隔,形成干涉图样,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．2．公式法：当两个相干波源的振动步调一致时,到两个波源的距离之差Δs ＝nλ处是加强区,Δs ＝(2n ＋1)λ2处是减弱区(其中,n 取1,2,3…)．【典例】 S 1、S 2是两个同向的相干波源,相距4 m,激起两列相干波的波长均为λ＝2 m,则在以S 2为圆心,S 1、S 2连线为半径的圆周上共有几处振动最弱的点？【思路分析】解答本题时首先确定圆周上任一点到两波源距离之差的范围,把物理问题转化为不等式,然后根据加强或减弱的条件写出距离之差与波长的关系,最后确定n 的取值．【解析】两列相干波在空间内会发生稳定的干涉现象,某点振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定．当距离差Δx ＝nλ(n ＝0,1,2…)时,振动加强；当Δx ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,…)时,振动减弱．如图所示,设圆周上某点P 振动最弱,由干涉条件得S 1P －S 2P ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,±1,±2,…),而λ＝2 m,S 2P ＝4 m,S 1P 的范围为0～8 m,分别代入后可得共有8处振动减弱的点(注意是整个圆周上)．【答案】 8处1．干涉现象中那些振动加强的点或振动减弱的点是建立在两波源产生的机械波波长相同,且两波源的频率也相同的基础上的．2．如果两列频率相同而相位差不恒定的波相叠加,得到的图样是不稳定的,而波的干涉是波叠加中的一个特例,即产生稳定的叠加图样．3．如果两列波频率相同,但振幅相差很大,将不会有明显的干涉现象．因为振动加强区域与振动减弱区域都在振动,振幅差别不大．1．利用发波水槽得到的水面波形如图a 、b 所示,则( D )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解析：由波的干涉和衍射概念,图a 是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图b 是两列波的传播,显示了波的干涉现象．2．(多选)下列判断正确的是( BD )A．北京天坛回音壁的回音是由声音的衍射形成的B．北京天坛回音壁的回音是由声音的反射形成的C．在墙外能听到墙内人讲话,这是声波反射形成的D．在墙外能听到墙内人讲话,这是声波衍射形成的3．下列关于两列波相遇时叠加的说法,不正确的是( A )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．相遇后两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同C．在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起位移的矢量和D．几个人在同一房间说话,相互都听得清楚,说明波在传播过程中,互不干扰4．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波,也含有频率较低的声波,其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到,这是因为( C )A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大,能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快,最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长,容易产生衍射D．以上说法均不对解析：机械波的能量是由振幅决定的,声波在空气中的传播速度都相同,故选项A、B错误；由v＝λf知,v一定,f小,λ大,则频率低的声波波长较长,易发生衍射,能在较远处听到,故C 正确,D错误．5．(多选)当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是( ABD )A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移有时为零解析：在稳定干涉情况下,两列波波峰在P点相遇说明P点振动加强,因此P点到两波源的波程差为波长的整数倍,所以A、B项对．但质点位移是两列波引起位移的矢量和,它随时间周期性变化．所以C错,D对．。

2020高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3_4

4．加强点、减弱点的位置
图中 S1、S2 两个波源频率、相位相同，则：若 C 点到两波源的距离之差 Δs＝|CS1－CS2|＝nλ(n＝0,1,2，…)，则 C 点为振动加强点；若 D 点到两波源的距离之差 Δs＝|DS1－DS2|＝(2n＋1)2λ(n＝0,1,2，…)，则 D 点为振动减弱点。
2．实验及现象
(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个 □02 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 □03 直线传播一样，挡板后面产生一个 □04 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：波 □05 绕到挡板
后面继续传播。
3．发生明显衍射的条件
5．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示。
(2)特征 ①加强区和减弱区的位置固定不变。 ②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)。 ③加强区与减弱区互相间隔。
例 2 如图所示，MN 是水池的边缘，S1 和 S2 是水池中两个振动情况完全相同的相干波源，它们激起的水波波长为 2 m，S1 和 S2 连线垂直于 MN，它们与 MN 的距离分别是 8 m 和 3 m，设 MN 足够长，则在水池边界 MN 上有几处水面是平静的( )
解析
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
答案 D
答案
3．发生明显衍射的条件障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长差不多。 (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)处仿佛一个新的波源，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。

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课堂达标新人教版选修3-4(2021年整理)

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第十二章第四节波的衍射和干涉1．(江苏省扬州中学2017年高二下学期期中）下列关于波的衍射的说法正确的是（ B ) A．波要发生衍射现象必须满足一定的条件B．与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大C．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象解析:衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，故A、D错误;波长越长衍射现象越明显,B正确；对同一列波障碍物越大衍射现象越不明显，C错误。

2．(陕西省西安一中2017年高二下学期检测）一个波源在绳的左端发出一列波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳的右端发出一列波②，频率为f2,振幅为A2,P为两波源的中点，如图所示下列说法中不正确的是( B )A．两列波同时到达两波源的中点PB．两列波相遇时,P点的波峰值可达A1＋A2C．两列波相遇时，绳上波峰值可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点左侧D．两列波相遇后,各自仍保持原来的波形独立传播解析：两列波同时传到P点,使P点开始振动,但并非波峰同时传播到P点，如图所示，因波速相同，而两列波的波长不同，所以当两列波同时传播到P点时，两波峰距P点的距离并不相同，所以应该波长较小的波的波峰先到达P点，而两波峰同时到达的位置大约在图中的O点，故本题B项错误，A、C、D三项正确。

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉学案新人教版选修3-4(2021年整理)

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第4节波的衍射和干涉波的衍射1．波的衍射定义波可以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，如图甲所示,虽然发生衍射现象，但不明显。

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。

[辨是非]（对的划“√"，错的划“×”)1．一切波均会发生衍射现象。

（√）2．衍射不需要条件,只有明显衍射才有条件限制。

（√）3．波长长的机械波不易发生衍射现象。

(×)［释疑难·对点练］1．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。

2．正确理解衍射现象（1）衍射是波特有的现象,一切波都会发生衍射现象，凡能发生衍射现象的一定是波。

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉新人教版选修3-4

新课标导学
物理
选修3-4 ·人教版
第十二章
机械波第四节波的衍射和干涉
※ 知道波的衍射现象及衍射条件 ※ 知道衍射是波特有的现象 ※ 知道两列波叠加的位移规律 ※ 理解波的干涉现象及产生干涉的条件 ※ 知道波的干涉现象是波特有的现象
1
课前预
2
课内探
3
素养提
4
课堂达
5
课时作
课前预习
波的衍射
图甲
图乙
• 3．干涉条件
• (1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在会叠加。
• (2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两，并且波的频率相同、振动方向在同一直线上定。如果两列波的频率不相等，在同一种介质波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强。因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是叠加现象。
波的干涉
• 1．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
_振__动__减__弱_____，并且振动加强和振动减弱的区域___互__相__间__隔___，波的干涉，形成的图样叫波的干涉图样。
• 2．两列波产生稳定干涉的条件 • ①两列波的_频__率___必须相同。
5．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示
(2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变。②加强区始终始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。③加强区与减弱区互
• 特别提醒：(1)振动加强的点的振动总是加强，终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振刻位移也为零。只是振幅为两列波振幅之和，烈。
• 1．定义 • 波可以绕过___障__碍__物__继续传播的现象。
• 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__

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3

[方法技巧] 要掌握波的衍射现象应从以下三个方面入手： (1)掌握衍射现象的定义． (2)掌握发生明显衍射现象的条件． (3)记住常见的衍射现象，增加感性认识．
1．(多选)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
[规律总结] 理解干涉现象的两点注意
(1)振动加强(减弱)的位置不只是某几个位置，而是一条条线(干涉图样)． (2)振动加强的质点的振动位移随时间做周期性变化，而不是一直处于波峰(或波谷) 处．
3．两波源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稳定干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生稳定干涉 C．a点的振动始终加强 D．a点的振动始终减弱
[典例2] (多选)如图表示两个相干波源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
提示：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．
1．波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加． 2．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．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．

高中物理第12章第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修34

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图甲
图乙
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三、对波的干涉(gānshè)现象的理解 1．干涉(gānshè)条件 (1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。 (2)稳定干涉(gānshè)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。如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉(gānshè)图样，只能是一般的振动叠加现象。
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2．对明显衍射发生条件的理解 (1) 波的衍射是波在传播过程中所具有的特征 (tèzhēng) 之一，衍射是否明显，通常的衡量就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值，比值越小，衍射现象相对越明显。
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(2)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射 (yǎnshè)能否明显发生的条件，波的衍射(yǎnshè)没有条件。
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解析：波绕过障碍物(或小孔)继续传播的现象叫衍射 (yǎnshè)现象，故A、C选项正确；对B，因为水波没有绕过障碍物，不属于明显的衍射(yǎnshè)现象，所以B选项错误；声音的响亮与否不是衍射(yǎnshè)现象所决定的，故D错。
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波的叠加如图表示两个相干波源 S1、S2 产生的波在同一
第十四页，共48页。
波的干涉(gānshè)
1．干涉现象频率相同的两列波叠加，使某些区域的_振__动__(z_h_è_n，dò使ng某)加些强区域的_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，形成的图样叫波的干涉图样。 2．两列波产生稳定干涉的必要条件(bìyào tiáo jiàn) 两列__频__率__相__同____的同类波 3．波的干涉和衍射都是波所特有的现象一切波都能够发生__干__涉____和____衍__射____现象；反之能够发生___干__涉_____和____衍__射____现象的，一定是波。