选修3-4第二章第3节波的干涉和衍射

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高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用课件鲁科版选修3-4

[再判断] 1．“隔墙有耳”指的是声波的衍射现象．( √ ) 2．狭缝的宽度远大于水波的波长时，有明显的衍射现象．( × ) 3．当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，有明显的衍射现象．( √ )
[核心点击] 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．
1．两列振动方向相同、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( )
【导学号：78510023】 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＋A2 C．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 E．两列波的频率相同，能产生稳定的干涉图样
确定振动加强点和减弱点的技巧 1．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点． 2．在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区． 3．不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．
波的衍射现象
[先填空] 1．定义波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象，叫做波的衍射． 2．发生明显衍射现象的条件障碍物或狭缝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．
知
知
识
识
点

高中物理选修3-4课件：2.3 波的干涉和衍射

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所产生的振动，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．
一、波的干涉现象
t 时刻 (t +Δt）时刻 (t +2Δt）时刻 (t +3Δt）时刻 (t +4Δt）时刻
第二章机械波
典型例题
例题1
从一条弦线的两端，各发生一如图甲所示的横脉冲，它们均沿弦线传播，速度相等，传播方向相反，在它们传播的过程中，可能
一、波的干涉现象
第二章机械波
想一想
两列频率相同的波相遇时，我们先观察下面的现象。
一、波的干涉现象
第二章机械波
（二）波的干涉
1. 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，
而且振动加强和减弱的区域互相间隔,这种现象叫做波的干涉.所形成的图
样叫做干涉图样。
水波干涉图样
水波干涉俯视图样
第二章机械波
第二章机械波
第三节波的干涉和衍射
细雨绵绵独立传播
第二章机械波
一、波的干涉现象
（一）波的叠加
波的叠ห้องสมุดไป่ตู้演示实验
第二章机械波
第二章机械波波的叠加
一、波的干涉现象
第二章机械波
1、波传播的独立性几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波
长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰.
2、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？
波长长的波较波长短的波容易产生明显的衍射现象，因此在大山后面的房舍所听广播比看电视效果更好。

高中物理选修3-4 12.4波的衍射和干涉

绳波线
水波面
声波空间
1）波的独立性原理：几列波在传播时，无论是否相遇，都将保持各自原有特性（频率、波长、振幅、振动方向）不变，互不干扰地各自独立传播。
例如：
红绿光束空间交叉相遇 (红是红、绿是绿，…) 听乐队演奏 (仍可辨出不同乐器的音色、旋律) 空中无线电波很多 (仍能分别接收各个电台)
说明：1）一切波都能发生衍射 2）衍射是波特有的现象
2、发生明显衍射现象的条件观察现象：
1）窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象 2）窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显 3）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
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
例3.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,小孔直径d应为( D )
A.10cm
B.5cm
C.d>1cm
D.d<1cm vT = v 0.01m
f
例4：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
D
B A C
S1
S2
5、如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线
和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标
的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有
（ B）
A.该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动
C
最强， d质点振动既不是最强也不是最弱
B、该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点
孔，O为波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹

选修3-4波的干涉、衍射、多普勒效应

注意：
在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化．
多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应．
4、多普勒效应的应用
有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.
有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去.
2.当火车进站鸣笛时，我们可听到的声
调___A_____
A．变高 B．不变高 C．越来越沉 D．不知声速和火车车速，不能判断
B
3.关于多普勒效应下列说法中正确的是 • A、只有声波才有多普勒效应 • B、光波也有多普勒效应 • C、只有机械波才有多普勒效应 • D、电磁波不能发生多普勒效应
4.下面哪些应用是利用了多普勒效应？ A、利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频
3.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。
4.注意：一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到.
5.说明：衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射．
二、波的叠加
1、波传播的独立性
几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰.
（宇2）宙临中床的上星应球用都多在普不勒停效地应运:动彩．色测多量普星勒球超上声某诊些断元系统素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止
（时3）医发雷生光达向的测人频速体率仪内对发照射，频就率可已以知算的出超星声球波靠，近超或声远波离被我（雷们达4检勒）血的称的，效查军频管 “速多应机事率中彩度谱。动应变的超．勒交车用化血 ”导通速(，流，E航度警-反可就仪3的向“射以能行雷望知后检进达楼道又查测中”被心血速的仪脏流预仪车器、的警也辆接大速机是发收脑度)利射脉，和．用频冲测眼这这率多出底种种已普反血方多知勒射管法普的波的俗

高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射教案鲁科版选修3-4

第3节波干预和衍射课堂互动三点剖析一、波叠加原理和干预现象波叠加：几列波在相遇时能够保持各自运动状态继续传播，在它们重叠区域里，介质质点同时参与这几列波引起振动，质点位移等于这几列波单独传播时引起位移矢量和.两列波要产生干预，频率一样是首要条件.振动加强或振动减弱判断有以下两种判断法：振动情况完全一样两波源产生波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源距离差为Δr，那么当Δr=2k·λ/2时为加强点；当Δr=〔2k+1〕·λ/2时为减弱点〔k=0，1，2，…〕.假设两波源振动步调相反，那么上述结论相反.假设某点总是波峰与波峰〔或波谷与波谷〕相遇，该点为加强点.假设总是波峰与波谷相遇，那么为减弱点.【例1】如图2-3-1所示，沿一条直线相向传播两列波振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现波形是图2-3-2所示〔〕图2-3-2解析：当两列波前半个波形〔或后半个波形〕相遇时，根据波叠加原理，在前半个波形〔或后半个波形〕重叠区域内所有质点振动合位移为零，而两列波后半个波形〔或前半个波形〕保持不变，B正确.当两列波完全相遇时〔即重叠在一起〕，由波叠加原理可知，所有质点振动位移均等于每列波单独传播时引起位移矢量和，使得所有质点振动位移加倍.C正确. 答案：BC二、波衍射1.衍射是波特有现象，一切波都会产生衍射现象，当波碰到障碍物时，衍射现象总是存在，只是有明显有不明显而已.平常见到某些波，用肉眼直接观察，几乎看不到衍射现象，并不是没发生衍射现象，只是不太明显，这是由于障碍物太大缘故.实验事实说明，对同一列波而言，障碍物或孔尺寸越小衍射越明显.障碍物或孔尺寸比波长小，或跟波长差不多.〔1〕障碍物或孔尺寸大小，并不是决定衍射能否发生条件，仅是衍射现象是否明显条件.一般情况下，波长较大波容易产生显著衍射现象.〔2〕波传到小孔〔或障碍物〕时，小孔〔或障碍物〕仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率波〔称为子波〕在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播衍射现象.〔3〕当孔尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波能量很弱，衍射现象不容易观察到.【例2】以下关于波衍射说法正确是〔〕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解析：1.7 cm 到17 m 之间，一般常见障碍物或孔大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D 也是正确.答案：ABD各个击破类题演练1关于波叠加和干预，以下说法中正确是〔〕A.两列频率不一样波相遇时，因为没有稳定干预图样，所以波没有叠加B.两列频率一样波相遇时，振动加强点只是波峰与波峰相遇点C.两列频率一样波相遇时，如果介质中某点振动是加强，某时刻该质点位移s 可能是零D.两列频率一样波相遇时，振动加强质点位移总是比振动减弱质点位移大解析：根据波叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A 错.两列频率一样波相遇时，振动加强点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以B 错.振动加强点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零时刻，所以选项C 正确，选项D 错误.答案：C变式提升1在同一介质中两列频率一样、振动步调一致横波互相叠加，那么〔〕41T 后恰好回到平衡位置，因而该点振动是先加强，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解析：振动加强点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，位移是变化，所以选项B 错误. 答案：ACD类题演练2如图2-3-3是观察水面波衍射实验装置，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，那么波经过孔之后传播情况，以下描述中正确是〔〕图2-3-3C.如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显衍射现象D.如果孔大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析：根据能有明显衍射现象条件：障碍物或孔尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB 尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波衍射现象，A 正确.因为穿过挡板小孔后波速不变，频率一样，所以波长也一样，B 正确.假设将孔AB 扩大，将可能不满足明显衍射现象条件，就有可能观察不到明显衍射现象，C 正确.假设将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象条件，也有可能观察不到明显衍射现象，D 错误.答案：ABC变式提升2在做水波通过小孔衍射演示实验时，激发水波振动频率为5 Hz ，水波在水槽中传播速度为0.05 m/s ，为使实验效果明显，使用小孔直径d 不能超过_______________m.解析：水波波长λ=f v =0.01 m.由发生明显衍射现象条件可知，小孔直径d 不能超过λ. 答案：h。

物理选修3-4人教版 12.4波的衍射和干涉 (共27张PPT)

再好的种子，不播种下去，也结不出丰硕的果实。书到用时方恨少，事非经过不知难。竹笋虽然柔嫩，但它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。少壮不努力，老大徒伤不息不向前走，不知路远；不努力学习，不明白真理。用习惯和智慧创造奇迹，用理想和信心换取动力天才在于积累，聪明在于勤奋。奋斗之路越曲折，心灵越纯洁是要有信心。努力向上的开拓，才使弯曲的竹鞭化作了笔直的毛竹。不要让追求之舟停泊在幻想的港湾，而扬起奋斗的风帆，驶向现实生活的大海。习惯决定成绩，惯是成功的保证。逆境是磨练人的最高学府。生命力顽强的种子，从不对瘠土唱诅咒的歌。一个能思考的人，才真是一个力量无边的人。耕耘者的汗水是哺育种子成刻苦劳动的结果。勤奋加智慧是开启成功大门的钥匙。读书使人成为完善的人。宝剑不磨要生锈；人不学习要落后。必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身是一份灵感加九十九汗水。只要不放弃努力和追求，小草也有点缀春天的价值。立身以立学为先，立学以读书为本。谦虚是学习的朋友，自满是学习的敌人。赶脚的是自满。如果可恨的挫折使你尝到苦果，朋友，奋起必将让你尝到人生的欢乐。人的大脑和肢体一样，多用则灵，不用则废。一帆风顺，并不等于行驶的是一条平坦足，过失多小也别忽略。没有风浪，便没有勇敢的弄潮儿；没有荆棘，也没有不屈的开拓者。如果缺少破土面出并与风雪拚搏的勇气，种子的前途并不比落叶美妙一志读尽人间书。好习惯成就一生，坏习惯毁人前程。攻城不怕坚，读书莫为难，科学有险阻，苦战能过关。天才就是无止境刻苦勤奋的能力。、聪明出于勤奋，天才以征服世界上任何一座高峰！茂盛的禾苗需要水分；成长的少年需要学习。立志宜思真品格，读书须尽苦功夫。不要嘲笑铁树。为了开一次花，它付出了比别的树种荒于嬉；行成于思，毁于随。我们要有恒心，尤其要有自信心。不去耕耘，不去播种，再肥的沃土也长不出庄稼，不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。无知。骄傲是失败的开头，自满是智慧的尽头。过于欣赏自己，就发现不了别人的优点；过于赞赏别人的优点，就会看不见自己的长处。做人可以不高尚，但不能无不能卑鄙；头脑可以不聪明，但不能糊涂；生活可以不乐观，但不能厌世；交友可以不慷慨，但不能损人。用知识的浪花去推动思考的风帆，用智慧的火星去点燃思去创造美好的生活，用科学的力量去强劲腾飞的翅膀！每一个人都拥有生命，却并非每个人都能读懂生命；每一个人都拥有头脑，却并非每一个人都能善用头脑。只人，才算得上真正拥有你可以不高尚，但不能无耻；你可以不伟大，但不能卑鄙；你可以不聪明，但不能糊涂；你可以不博学，但不能无知；你可以不交友，但不能不能厌世；你可以不慷慨，但不能损人；你可以不追求，但不能嫉妒；你可以不进取，但不能倒退。健康的才是美丽的，合适的才是最好的，常新的才是迷人的，平才是长久的，真实的才是永恒的。有一个清醒的头脑比有一个聪明的头脑更重要；有一种良好的习惯比有一种熟练的技巧更实用；有一股青春活力比有一副健全的臂胆识比有一门知识更强劲。有了成绩要马上忘掉，这样才不会自寻烦恼；有了错误要时刻记住，这样才不会重蹈覆辙；有了机遇要马上抓住，这样才不会失去机会；样才能迎刃而解。你可以用投机的方式赚到财富，却无法从财富中获得满足；你可以用欺骗的方法获得女友，却无法从女友心中获得爱情；你可以用作弊的手段获取得知识；你可以用金钱买到荣誉，却无法从百姓口中获得名声。人可以不美丽，但要健康；人可以不伟大，但要快乐；人可以不完美，但要追求。有的人不管年纪多不管是荣是辱，却波澜不惊；有的人不管是富是贫，却朴实为人；有的人不管受讥遭讽，却依然阔步前行；有的人不管自己位有多卑，却永远惦念着祖国母亲！感动个眼神可能让你忆念一世；一次资助可能让你感动一生；一句祝福可能让你温馨一世；一点宽容可能让你感激终生。、最美的不一定是最可爱的，最可爱的才是最美适的；最合适的才是最好的；最高大的不一定是最受尊敬的，最受尊敬的才是最高大的；最优美的不一定是最动听的，最动听的才是最优美的。如果你盼望明天，那希望辉煌，那么你须脚不停步。宠爱的出发点是爱，落脚点却是恨；嫉妒的出发点是进，落脚点却是退；梦幻的出发点是绚（烂），落脚点却是空；贪婪的出发点是造世界，得先改造自己；要成就事业，得先劳苦自身；要胜利登顶，得先奋力攀登生活加减法：知识要递增，烦恼要递减；友情要递增，怨恨要递减；善心要递增，失信要递减；肚量要递增，妒量要递减。脚步要递增，烟酒要递减。如果你想快点成名，那么就得慢点睡觉；如果你想快点长智，那么就得慢点骄傲。如果你想慢点习；如果你想慢点淘汰，那么就得快点迈步虽然我们不能决定自己生命的长度，但可以拓宽它的宽度；虽然我们不能改变容貌，但可以展现笑容；虽然我们不能控制虽然我们不能预知明天，但可以把握今天；虽然你不能样样顺利，但你可以事事尽力。只有使自己自卑的心灵自信起来，弯曲的身躯才能挺直；只有使自己懦弱的体才能迈开；只有使自己狭隘的心胸开阔起来，短视的眼光才能放远；只有使自己愚昧的头脑聪明起来，愚昧的幻想才能抛弃！我们缺少的不是机遇，而是对机�

波的干涉和衍射(鲁科版选修3-4)

四加强点和减弱点的分布规律
1、若两波源振动情况完全相同
a2
b2
b3
a4 a3 a1 b4
b1
Ｓ1
Ｓ2
若两波源振动情况完全相同
到两波源的路程差（波程差）△s满足:
s n
s (2n 1)

2
——加强 ——减弱
四加强点和减弱点的分布规律
2、若两波源振动情况完全相反
a2
（二）干涉图样的特点：Байду номын сангаас1、两列频率相同的波叠加，振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。 2、振动加强点和振动减弱点是间隔出现的。
（二）干涉图样的特点： 3、振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。 4、干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。
三产生干涉的必要条件：两波源的频率相同。
练习：
1、以下关于波的衍射的说法，正确的是…………………………………………（） A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显 C、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显 D、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象 2、下列现象属于波的衍射现象的是……………………………………………（） A、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声 B、“空山不见人，但闻人语响” C、“余音绕梁，三日而不绝” D、夏日的雷声有时轰鸣不绝
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
二、发生明显衍射现象的点击下图观看实验条件
水波的衍射
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．

高二物理选修3-4 波的衍射与干涉

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。

高二物理选修3-4 波的衍射与干涉

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。

高中物理选修3-4教学设计3：12.4 波的衍射和干涉教案

4 波的干涉和衍射【教学目标】一、知识与技能：1、知道波的干涉和衍射现象2、理解波的独立传播原理和叠加原理3、理解波产生稳定干涉现象的条件4、理解波产生明显衍射现象的条件二、过程和方法：通过对频率相同的两列波的相遇现象的观察，以及对频率不同的两列波的相遇现象的观察，并且对比，知道如何从现象中归纳波产生稳定干涉现象的条件。

通过观察在波源前放置不同大小的，不同形状的障碍物所产生的现象，并作对比，知道如何从现象中归纳产生明显衍射现象的条件。

三、情感、态度与价值观：让学生观察实验现象，并从中归纳出结论的过程，激发学生关心周围事物的兴趣。

【学情分析】这部分知识对学生来讲属于全新的，但由于新课标对这部分知识的要求只是定性的学习，所以如果老师能够做好演示实验，那么学生接受这部分知识并不困难。

学生在我们的生活中已经观察过干涉和衍射现象，很有必要引导学生去发现和再认识已经观察过的有关现象，这对培养学生学习物理的兴趣也很有意义。

【教学思路】以实验演示为突破口，引导学生认识新物理现象，归纳干涉、衍射的规律；然后依据波的叠加原理对所发生的现象作出解释；对易混淆的概念，通过对比分析予以澄清。

【教学重点、难点】重点：波的叠加、波的干涉、衍射及发生波的干涉、衍射的条件。

难点：波的独立传播原理和波的叠加原理、对干涉后加强与减弱的正确理解。

【教学方法、学习方法】1教法：实验观察法、点拨式讲授。

2学法：观察、思考、归纳总结。

【教学流程】【教学过程及知识要点】（一）波的叠加原理1. 观察分析实验现象及生活现象：绳上波的叠加、水波叠加2. 归纳总结规律：几列波在介质中相遇时能保持各自的特性（频率、波长、振动方向等）继续传播互不影响。

这就是波的独立传播原理。

在相遇区域里，任一质点的位移是各列波单独存在时在该点所引起的位移的矢量和。

这就是波的叠加原理。

（二）研究波的干涉1. 实验观察：注意观察频率相同的两列波的叠加情况，注意老师是引导提示，概括现象结论。

鲁科版高中物理选修(3-4)-2.3《波的干涉和衍射》参考教案

波的干涉和衍射●教学目标一、知识目标1.知道波的叠加原理。

2.知道什么是波的干涉现象和衍射现象。

3.知道波发生衍射的条件。

4.知道干涉和衍射现象是波特有的现象。

二、能力目标培养学生的空间想象能力。

三、德育目标通过波的叠加原理，使学生认识到事物之间的普遍联系。

●教学重点波的叠加原理、波的干涉和衍射现象。

●教学难点波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。

波能够产生明显衍射的条件。

●教学方法实验法、电教法、训练法。

●教学用具实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪。

●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标：1.知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律。

2.知道波的干涉和衍射现象，知道干涉和衍射是波的特性。

3.理解波的干涉原理。

●学习目标完成过程一、波的干涉新课教学1.1波的叠加原理［设问］把两块石子在不同的地方投入池塘的水中，就有两列波在水面上传播，两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，都改变原来的运动状态呢？［演示］取一根长绳，两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下，学生观察现象。

［学生叙述现象］现象一：抖动一下后，看到有两个凸起状态在绳上相向传播。

现象二：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形跟相遇前一样［教师总结］两列波相遇后，每列波都像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播，这是波的独立传播特性。

［多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形］［教师］刚才，通过实验，我们知道了两列波在相遇前后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响，那么在两列波相遇的区域里情况又如何呢？［多媒体模拟绳波相遇区的情况］［教师总结］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.当两列波在同一直线上振动时，这两种位移的矢量和简化为代数和，这叫做波的叠加原理。

高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射知识导航素材鲁科版选修3-4

第3节波干预与衍射思维激活1.在水塘里，微风激起水波遇到小石、芦苇等细小障碍物，会绕过它们继续传播，好似它们并不存在.这是为什么提示:这是水波衍射现象.2.为什么“闻其声不见其人〞提示:声波波长在1.7 cm到17 m之间.自然界中大多数物体尺寸都在这一范围内,故声波很容易衍射.如教师用课本挡住嘴巴讲话,学生仍可听见;又如门开一小缝,门外人可以清晰地听到室内声音,等等.而光波波长约为0.4 μm~0.8 μm.因此,只有在特定、人为控制条件下才能明显看到光波衍射现象.故而我们常常是“闻其声而不见其人〞.3.把两块石子在不同地方投入池塘,就有两列波在水面传播.两列波相遇时,会不会像两个小球相碰时那样,都改变原来运动状态呢提示:这时会发生波叠加,相遇时,两列波发生变化,一旦脱离,又恢复到原来形态.自主整理一、波干预现象1.波叠加原理:几列波相遇时能保持各自特性继续传播而不受其他波影响,在相遇区域,任一质点__________等于相遇波列单独存在时到达该处引起__________矢量与,这就是波__________原理.2.波干预:振动__________与振动__________一样两列波叠加后,振动__________与振动__________区域互相间隔、稳定分布现象,叫做__________,形成图样叫做__________.能够产生干预波源叫__________.二、波衍射现象波可以绕过__________或通过__________继续传播现象,叫做波衍射.实验证明,当__________或__________尺寸跟__________相差不多时,就发生明显衍射现象.高手笔记1．发生明显衍射条件条件:障碍物或孔尺寸比波长小,或跟波长差不多.(1)障碍物或孔尺寸大小,并不是决定衍射能否发生条件,仅是衍射现象是否明显条件.一般情况下,波长较大波容易产生显著衍射现象. (2)波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛一个新波源,由它发出与原来同频率波(称为子波)在孔后传播,于是,就出现了偏离直线传播衍射现象.(3)当孔尺寸远小于波长时尽管衍射十清楚显,但由于衍射波能量很弱,衍射现象不容易观察到.2．两列波干预条件条件:两列同类波频率一样且振动情况一样,相差恒定.(1)干预现象中那些总是振动加强点或振动减弱点是建立在两波源产生机械波波长一样,也就是频率一样前提下.(2)如果两列频率一样而相差不恒定波相叠加,得到图样是不稳定,而波干预是波叠加中一个特例,即产生稳定叠加图样.(3)如果两列波频率一样,但振幅相差很大,将不会有明显干预现象.因为振动加强区域与振动减弱区域都在振动,振幅差异不大.名师解惑1．不同频率波能否产生干预现象呢剖析：由于波干预现象可以用波叠加原理解释,很多人混淆了波叠加与波干预,认为只要两列波相遇,在重叠区域里都能互相叠加,介质质点总位移都是等于两列波分别引起位移矢量与,也就是会出现干预现象,甚至有同学认为“干预〞就是“干扰〞，只要两列波相遇,都能相互干扰,因此不需要频率一样条件.而实际上波干预是波叠加中特例,是指能形成稳定干预图样:某些质点振动始终加强(振幅最大),某些质点振动始终减弱(振幅最小),且加强点与减弱点是互相间隔,而任何不同频率两列波相遇都可以叠加,这只不过是一般叠加现象,虽有振动加强点与减弱点,但这些点是不固定,而是随时变化,因此看不到稳定干预图样,也就不是波干预,所以,只有一样频率波在相遇区域内才能发生干预现象.因此,我们说两列波相遇时叠加是绝对,干预是有条件.2．如何判断振动加强点与减弱点剖析：(1)对加强点与减弱点理解:不能认为加强点位移始终最大,减弱点位移始终最小,而应该是振幅增大点为加强点,其实这点也在做振动,位移可为零,振幅减小点为减弱点.(2)条件判断法:振动频率一样、振动情况完全一样两波源产生波叠加时,加强、减弱条件如下:设点到两波源距离差为Δr,那么当Δr=2k·λ/2时为加强点〔k=0，1，2,…〕；当Δr=〔2k+1〕·λ/2时为减弱点〔k=0，1，2，…〕.假设两波源振动步调相反,那么上述结论相反.(3)现象判断法:假设某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,该点为加强点;假设某点总是波峰与波谷相遇,那么为减弱点.讲练互动【例题1】在做水波通过小孔衍射演示实验时,激发水波振动频率为5 Hz,水波在水槽中传播速度为0.05 m/s,为使实验效果明显,使用小孔直径d不能超过___________m.解析：由v=λf知λ=m=0.01 m.要发生明显衍射,应使d≤λ,所以d≤0.01 m.答案：绿色通道发生明显衍射现象条件是障碍物或孔尺寸比波长小或者跟波长相差不多.变式训练1.以下关于波衍射说法正确是〔〕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解析:1.7 cm到17 m之间,一般常见障碍物或孔大小可与之相比,正是由于声波波长较大,声波容易发生衍射现象,所以D项正确.答案:ABD2-3-1所示是观察水面波衍射实验装置,AC与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,那么波经过孔之后传播情况,以下描述中正确是〔〕图2-3-1C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显衍射现象D.如果孔大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察到衍射现象解析:根据能有明显衍射现象条件:障碍物或孔尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波衍射现象,A正确.因为穿过挡板小孔后波速不变,频率一样,所以波长也一样,B正确.假设将孔AB扩大,将可能不满足明显衍射现象条件,就有可能观察不到明显衍射现象,C正确.假设将波源频率增大,由于波速不变,所以波长变小,将可能不满足明显衍射现象条件,也有可能观察不到明显衍射现象,D错误.答案:ABC【例题2】如图2-3-2所示,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轴正方向传播(如图中实线所示),另一列沿x轴负方向传播(如图中虚线所示).这两列波频率相等,振动方向均沿y轴方向.那么图中x=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大是x=__________处点,振幅最小是x=__________处点.图2-3-2解析：由波叠加原理可知,x轴上任一质点位移等于两列波单独引起位移矢量与.对于x=4,8两点,两列波单独引起两个分振动相差为0,故这两点振动加强.对于x=2,6两点,两列波单独引起两个分振动相差为π,故这两点振动减弱.答案：4,8 2,6绿色通道两列波相遇时叠加,振幅最大或最小,要看质点振动方向,振动方向一样时,振动加强;振动方向相反时,振动减弱.题中这两列波发生了干预.黑色陷阱此题两个结果易填成“2,6与4,8”，这是因为没有理解波叠加原理,把波形中质点“2，6”振幅当作最大，或位移直接叠加，而把质点“4，8”振幅当作零.变式训练2-3-3所示,沿一条直线相向传播两列波振幅与波长均相等,当它们相遇时,图2-3-4中可能出现波形图是〔〕图2-3-3图2-3-4解析:此题涉及了两列波叠加区域质点振动情况是两列波在该点引起振动矢量与,波传播过程中其波形图不变原理.波在传播过程中除相遇外,波形状不变,而C、D两图波形发生了变化,错误.对于A图,两列波半个波长重叠,由于相遇处振动情况相反,叠加后相遇处质点均处于平衡位置,所以A图正确,对于B图是两列波完全重合,那么重合处各个质点位移为两列波引起位移之与(而C图却是波形变化后叠加).所以,A、B两图是可能出现波形图.答案:AB【例题3】如图2-3-5所示是水波干预示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两波源频率一样,振幅相等,以下说法正确是〔〕图2-3-5A.质点A一会儿在波峰,一会儿在波谷B.质点B一会儿在波峰,一会儿在波谷C.质点C一会儿在波峰,一会儿在波谷D.质点D一会儿在波峰,一会儿在波谷解析：在波干预中,振动加强区域里质点总在自己平衡位置两侧做简谐运动,只是质点振幅较大为A1+A2,此题中由于A1=A2,故振动减弱区质点并不振动,故C错.而此时A点是波峰与波峰相遇,是加强点,B点是波谷与波谷相遇,是加强点.又A、D、B三点在一条振动加强线上,这条线上任一点振动都是加强,故此三点都为加强点,这样,此三点都是一会儿在波峰,一会儿在波谷.答案：ABD绿色通道波干预中,振动加强与减弱是指质点振幅,不是指质点位移.变式训练4.关于两列波稳定干预现象,以下说法正确是〔〕B.发生稳定干预现象两列波,它们频率一定一样C.在振动减弱区域,各质点都处于波谷D.在振动加强区域,有时质点位移等于零解析:两列波叠加产生稳定干预现象是有条件,不是任意两列波都能产生稳定干预现象.一个必要条件是两列波频率一样,所以选项A是错误而选项B是正确.在振动减弱区域里,只是两列波引起质点振动始终是减弱,质点振动振幅等于两列波振幅之差.如果两列波振幅一样,质点振动振幅就等于零,也不可能各质点都处于波谷,所以选项C是错误.在振动加强区域里,两列波引起质点振动始终是加强,质点振动得最剧烈,振动得振幅等于两列波振幅之与.但这些点始终是振动着,因而有时质点位移等于零,所以选项D是正确.答案:BD2-3-6表示两个相干波源S1、S2产生波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示某时刻波峰,虚线表示是波谷,以下说法正确是〔〕图2-3-6A.a、c两点振动加强,b、d两点振动减弱B.e、f两点振动介于加强点与减弱点之间C.经适当时间后,加强点与减弱点位置互换D.经半个周期后,原来位于波峰点将位于波谷,原来位于波谷点将位于波峰解析:波干预示意图所示仅是某一时刻两列相干波叠加情况,形成干预图样所有介质质点都在不停地振动着,其位移大小与方向都在不停地变化着.但要注意,对稳定干预,振动加强与减弱区域空间位置是不变.a点是波谷与波谷相遇点,c是波峰与波峰相遇点,都是振动加强点;而b、d两点都是波峰与波谷相遇点,是振动减弱点,A正确.e位于加强点连线上,仍为加强点,f位于减弱点连线上,仍为减弱点,B错误.相干波源叠加产生干预是稳定,不会随时间变化,C错误.因形成干预图样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.答案:AD【例题4】如图2-3-7(a)所示,在同一均匀介质中有S1与S2两个波源,这两个波源频率、振动方向均一样,且振动步调完全一致,S1与S2之间相距两个波长,B点为S1与S2连线中点,今以B点为圆心,以R=BS1为半径画圆,问在该圆周上(S1与S2两波源除外)共有几个振动加强点图2-3-7解析：首先让我们分析S1与S22-AS1=λ,CS1-CS2=λ,故A与C两点也为加强点,如图2-3-7(b)所示,即S1与S2连线上共有三个加强点,再过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六点,显然这六个点也为加强点,故圆周上共有六个加强点.答案：6个绿色通道在两个相干波源所引起干预区域中加强点,到两波源距离之差为波长整数倍,而加强区与减弱区互相间隔,该区域中到两波源距离之差为波长一样倍数点是表现在同一条曲线上,利用这一特点,找出在两波源连线之间加强点个数,也就是有多少条加强区曲线,它们与圆周交点也就是圆周上加强点个数.变式训练2-3-8所示,某空间同一平面上有A、B、C三个点,它们距离分别为AB=5 m,AC=3 m,BC=4 m.在A、C两点上放着两个一样波源,波源振动频率为1 360 Hz,波在空间传播速度是340 m／s.问在B、C 连线上振动最弱位置有几处图2-3-8解析:此题只能用条件判断方法判断.两列波波长λ=v/f=340/1 360 m=0.25 m.设BC上某点振动最弱,那么这点到两波源距离之差 (k=0,1,2,…)Δr=(2k+1)2由题设条件 1 m<Δr<3 m所以3<k<12,共有8处振动最弱点.答案:8处2-3-9所示,在直线PQ垂线OM上有A、B两个声源,A、B分别距O 点6 m 与1 m,两个声源同时不断向外发出波长都为2 m 完全一样声波,在直线PQ 上从-∞到+∞范围内听不到声音小区域共有多少个图2-3-9解析:某时刻两列相干波波峰与波峰或波谷与波谷相遇时为加强点.经数学归纳,假设某点到两波源路程差为波长整数倍,即Δs=nλ(n=0,1,2,…),那么该点振动加强;假设某点到两波源路程差为半波长奇数倍,即Δs=2(2n+1)(n=0,1,2,…),那么该点振动减弱. 因为两波源波程差为半波长奇数倍时,是振动减弱点,在直线PQ 上O 点距两波源A 、B 波程差最大,即AO-BO=(6-1) m=5 m=25λ,故O 点为减弱点.由O 向-∞或由O 向+∞,直线PQ 上各点到两波源A 、B 波程差逐渐减小,其中Δs=23λ点有两个，Δs=21λ点有两个，所以在直线PQ 上从-∞到+∞范围内听不到声音小区域共有5个. 答案:5个体验探究【问题】声波也能发生干预,在操场上安装两个一样扬声器,它们由同一个声源带动,发出一样频率声音时,也会出现声干预,即在扬声器周围出现相间振动加强区与减弱区,在加强区,空气振动加强,我们听到声音强;在减弱区,空气振动减弱,我们听到声音弱.想方法去寻找声音加强区与减弱区规律.导思:在声音加强区与减弱区作好标志,就可观察分布规律.探究:在操场上安装两个一样扬声器,并且使它们由同一个信号源带动,发出一样频率声音.同学们分成两组,手持不同颜色标志(如A组持白,B组持黑),分散在操场上两个扬声器之间,注意听扬声器发出声音,并且小范围地移动.A组同学移动到声音最大位置停住,B组同学移动到声音最小(或听不到声音)位置停住,找到位置后都把标志举起,看看A组与B组同学所在位置分布有什么规律.教材链接【讨论与交流】(课本第39页)可以利用某质点到达两波源距离来判断干预现象中该质点是加强还是减弱.、S2产生两列波在同一介质中传播,介质中各质点同时参与两个1振源引起振动,质点振动为这两个振动矢量与,介质中P点,如图2-3-10所示离两波源距离分别是S1P、S2P,假设S1、S2是同步振动,那么它们对P引起振动步调差异完全由距离差Δs=S1P-S2P决定.图2-3-10当Δs=nλ(n=0,1,2,…)即距离差为波长整数倍时,两振源在P点引起振动步调一致,为同相振动,叠加结果是两数值之与,即振动加强,是强点.(n=0,1,2,…)即距离差为半波长奇数倍时,两振源在P 当Δs=(2n+1)2点引起振动步调相反,为反相振动,叠加结果是两数值之差,即振动减弱,是弱点.由此看来,强点与弱点只与位置有关,不随时间变化.正因为不随时间变化,才被观察到,才能形成干预图样.由Δs=nλ,n=0时,Δs=0,而两波源连线垂直平分线上点恰符合以上条件,所以是振动加强点.。

高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点

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。

人教版高中物理选修3-4：12.4波的衍射和干涉高中物理精品公开课

• 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．
• 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
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
例3.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,小孔直径d 应为( D )
A. 10cm
B. 5cm
C. d>1cm
D. d<1cm
• 干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样（如上页图）．
2、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.
随堂练习
1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ B C D）
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是位移的矢量和。 D、几个人在同一房间说话，相互间听得很清楚，这说明声波在相遇时互不干扰。
例4：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为波源，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，下述描述正确的

鲁科版高中物理选修3-4课件高二：2.3波的干涉和衍射

高中物理课件
（金戈铁骑整理制作）
1
第3节波的干涉和衍射
2
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习 UITANG LIANXI
情境导入
课程目标
儿童嬉水时,常将小石子扔进平静的水中, 形成阵阵涟漪。如果将两颗小石子扔进平静的水面,你又会看到什么现象?
18
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
探究一
探究二
解析:波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况,形成干涉图样的所有质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意,对稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。
22
探究一
探究二
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
(2)保持狭缝的宽度不变,改变水波的波长可以看到:波长与狭缝宽度相差不多时,有明显的衍射现象,随着波长的减小,衍射现象变得不明显。可以预料,当波长与狭缝宽度相比非常小时,水波将沿直线传播,观察不到衍射现象,如图所示。
14
探究一
探究二
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
(2)两个频率相同的同种波源形成的干涉图样,以两波源为中心向外呈辐射状延伸,形成振动加强线和减弱线,而且加强线始终加强,加强线上各点都是加强点,加强点不是位移大,而是振动加强,加强线与减弱线是以两波源为焦点的一簇双曲线。

高中物理第2章机械波第3节波的干涉和衍射“超声波”定位素材鲁科版选修3-4(new)

“超声波"定位日前，美国研究人员发现，蝙蝠利用声纳定位、捕食以及航行的能力并非与生俱来.该研究小组是通过分析目前发现的最古老的蝙蝠化石(距今约5200万年)而得出此结论的.他们对其骨骼化石做出分析,发现这种蝙蝠拥有高度发达的双翼，却没有找到任何显示其拥有声波发声能力的迹象。

研究人员称,对于蝙蝠的研究还会继续，但这个发现至少目前解决了科学界长期存在的一个争论，蝙蝠是先会利用声纳还是先会飞行?答案很明显，是先会飞.斯帕拉捷的蝙蝠实验1793年夏季的一个夜晚，意大利科学家斯帕拉捷走出家门，放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。

只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼，轻盈地飞向夜空，并发出自由自在的“吱吱”叫声。

斯帕拉捷见状,感到百思不得其解,因为在放飞蝙蝠之前,他已用小针刺瞎了蝙蝠的双眼，“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢？"他下决心一定要解开这个谜。

在进行这项实验之前，斯帕拉捷一直认为:蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飞翔，能在非常黑暗的条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫，一定是由于长了一双非常敏锐的眼睛。

他之所以要刺瞎蝙蝠的双眼，正是想证明这一点。

事实却完全出乎他的意料之外.意外的情况更激发了他的好奇心。

“不用眼睛，那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物,捕捉食物的呢？”于是,他又把蝙蝠的鼻子堵住，放了出去，结果，蝙蝠还是照样飞得轻松自如。

“奥秘会不会在翅膀上呢？”斯帕拉捷这次在蝙蝠的翅膀上涂了一层油漆.然而,这也丝毫没有影响到它们的飞行。

最后,斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住。

这一次，飞上天的蝙蝠东碰西撞的，很快就跌了下来。

斯帕拉捷这才弄清楚，原来，蝙蝠是靠听觉来确定方向，捕捉目标的。

斯帕拉捷的新发现引起了人们的震动.从此，许多科学家进一步研究了这个课题。

最后，人们终于弄清楚：蝙蝠是利用“超声波"在夜间导航的.它的喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波，这种声波沿着直线传播，一碰到物体就迅速返回来，它们用耳朵接收了这种返回来的超声波，使它门能作出准确的判断，引导它们飞行。