巩固练习波的衍射干涉基础

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初中物理波的干涉与衍射知识点详解

初中物理波的干涉与衍射知识点详解波是自然界中常见的一种现象，也是物理学中的重要研究对象。

在初中物理课程中，波的干涉与衍射是一个重要的知识点。

本文将详细讲解初中物理中有关波的干涉与衍射的知识点。

一、波的干涉概念与原理波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇、叠加产生干涉现象的过程。

干涉现象的产生是由于波的叠加原理。

波的叠加原理可以简单概括为：两个波在空间中相遇时，按照各自的振动状况叠加，形成新的波。

这个过程中，如果两个波的振动方向、频率、振幅等参数相同，就会出现干涉现象；如果这些参数有所不同，就不会产生明显的干涉现象。

二、波的干涉分类波的干涉分为两种类型：构造干涉和破坏干涉。

1. 构造干涉：构造干涉是指两个波的振幅相加，使得干涉前的弱波增强，干涉前的强波变得更强的现象。

构造干涉是由于两个波的位相差为0或波长的整数倍而产生的。

2. 破坏干涉：破坏干涉是指两个波的振幅相减，使得干涉前的强波减弱，干涉前的弱波变得更弱的现象。

破坏干涉是由于两个波的位相差为波长的奇数倍而产生的。

三、波的衍射概念与原理波的衍射是指波传播时遇到障碍物或通过狭缝时，波的传播方向发生偏折和扩散的现象。

波的衍射现象是由波的波长和衍射物体的尺寸决定的。

波的衍射原理可以简单概括为：当波传播到物体边缘时，波的一部分受到遮挡而停止传播，另一部分则继续传播。

这种不同部分的波重新相遇，产生衍射现象。

衍射现象的强弱与波长和障碍物大小相关。

四、波的衍射分类波的衍射分为两种类型：单缝衍射和双缝衍射。

1. 单缝衍射：当波通过一个狭缝时，波的传播方向会发生弯曲和扩散，形成中央亮度较高，两侧亮度逐渐减弱的衍射图案。

2. 双缝衍射：当波通过两个相邻的狭缝时，波的传播方向会发生干涉现象，形成中央亮度较高，两侧出现明暗相间的衍射图案。

双缝衍射是一种常见的波的衍射现象。

五、波的干涉与衍射应用波的干涉与衍射在实际中有广泛应用。

例如：1. 显微镜、望远镜等光学仪器利用波的干涉现象可以放大图像，提高观察分辨率。

2.4 波的衍射和干涉习题

12.4 波的衍射和干涉习题1．波的衍射(1)波的衍射现象首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大。

然后，在水槽中放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。

波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。

再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。

看教材中的插图，解释“绕过障碍物”的含义。

(2)发生明显波的衍射的条件①在不改变波源的条件下，将障碍屏的孔由较大逐渐变小。

可以看到波的衍射现象越来越明显。

由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显。

②可能的话，在不改变障碍孔的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。

可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越明显。

由此得出结论：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。

小结：发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。

波的衍射现象是波所特有的现象。

在生活中，可遇到的波的衍射现象有：声音传播中的“隔墙有耳”现象；在房间中可以接受到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象。

教师在线例1．一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为（）A、水波的波长增大B、水波的周期增大C、水波的频率减小D、水波的振幅减小例2．如图所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有狭缝。

此时，测得A点没有振动，为了使A点发生振动，可采用的方法是（）A、增大波源频率B、减小波源频率C、将N板向上移动一些D、将N板向下移动一些同步训练Array 1．如图所示是观察水面波衍射的试验装置，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，下列描述正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前波纹间距离相等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，能更明显地观察衍射现象2．如图是不同频率地水波通过相同地小孔所能到达区域地示意图，情况中水波地频率最大；情况中水波地频率最小。

物理知识点波的干涉与衍射

物理知识点波的干涉与衍射物理知识点：波的干涉与衍射波的干涉与衍射是物理学中的重要概念，涉及到波动现象的传播、叠加和相互作用等内容。

本文将从基本概念、原理、干涉与衍射的应用等方面展开论述。

一、波的干涉与衍射的基本概念波是在空间中传播的一种能量传递方式，常见的波有机械波和电磁波。

波的干涉与衍射是波传播过程中，由传播介质或波源的性质导致的现象。

干涉是指两个或多个波在空间某一点相遇、叠加时产生的增强或减弱的现象。

波的干涉可分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况，其中构造性干涉表现为波的振幅相互增强，破坏性干涉表现为波的振幅相互减弱。

衍射是波在遇到障碍物或穿过狭缝时发生的弯曲和扩散现象。

当波通过狭缝或绕过物体时，波的波前会发生弯曲和扩散，产生衍射现象。

衍射会使波的传播方向发生改变，并在后方形成干涉图样。

二、波的干涉与衍射的原理波的干涉与衍射的产生与波动的相位差有关。

相位差是指两个波的相位角之差。

在干涉现象中，当两个波的相位差为整数倍的2π时，波的振幅叠加会出现增强，即构造性干涉。

当两个波的相位差为半整数倍的π时，波的振幅叠加会出现减弱，即破坏性干涉。

在衍射现象中，波通过狭缝或绕过物体时，波的波前会发生弯曲和扩散，使得波的相位差发生变化。

根据不同的衍射模式，波的传播会呈现出不同的干涉图样。

三、干涉与衍射的应用波的干涉与衍射在实际生活中有着广泛的应用。

以下是其中几个常见的应用领域：1. 光学干涉与衍射：干涉与衍射在光学实验中具有重要应用。

例如，Michelson干涉仪可以用于测量长度和折射率的变化；杨氏实验通过光的干涉与衍射研究光的波粒二象性。

2. 声学干涉与衍射：波的干涉与衍射在声学研究中也有广泛应用。

例如，通过声学干涉技术可以实现无损检测和聚焦；扬声器阵列利用声波的干涉原理形成定向性声源。

3. 电子干涉与衍射：电子波的干涉与衍射也是现代物理学的重要研究领域之一。

电子干涉与电子衍射实验的成功，证实了电子也具有波动性。

波的干涉衍射知识点总结

波的干涉衍射知识点总结波的干涉和衍射是波动光学中的重要现象，它们揭示了光的波动性质和波动光的特性。

本文将从干涉和衍射的基本概念、干涉与衍射的区别、干涉与衍射的应用以及干涉与衍射的研究方法等方面进行详细阐述。

一、干涉和衍射的基本概念干涉是指两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样。

当两个波源发出的波具有相同的频率、相同的振幅且相差恒定的相位差时，它们就会产生干涉现象。

干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种情况，构造干涉是指两个波源的相位差为整数倍的情况下形成明纹和暗纹的干涉图样，破坏干涉则是指相位差为奇数倍的情况下干涉图样呈现无法观测的状态。

衍射是指波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。

当波通过一个狭缝或遇到一个小孔时，波的传播方向会发生改变，波前会出现弯曲和扩散的现象，形成衍射图样。

衍射可以分为菲涅尔衍射和菲拉格衍射两种情况，菲涅尔衍射是指波通过狭缝或孔洞时，波前在远离狭缝或孔洞时的衍射现象，菲拉格衍射是指波通过狭缝或孔洞时，在狭缝或孔洞附近的衍射现象。

二、干涉与衍射的区别干涉和衍射都是波动现象，但它们在现象和原理上有一些区别。

1. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样，而衍射是波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。

2. 干涉是波的振幅的叠加，波的强度的增强或减弱取决于相位差的大小，而衍射是波的波前的改变，波的传播方向发生改变。

3. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的明纹和暗纹的图样，而衍射是波通过狭缝或孔洞时形成的衍射图样。

三、干涉与衍射的应用干涉和衍射在光学领域有着广泛的应用。

1. 干涉技术在光学中被广泛应用于制造干涉仪、干涉滤波器、干涉显微镜等光学仪器中。

2. 衍射技术在光学中被广泛应用于制造衍射光栅、衍射仪、衍射波导等光学元件中。

3. 干涉和衍射技术在光学测量中也有着重要的应用，如干涉测量、衍射测量和光栅测量等。

四、干涉与衍射的研究方法研究干涉和衍射现象的方法主要有以下几种。

波的特性知识点及练习(干涉、衍射等)

波的特有现象——波的反射、波的折射、波的叠加原理〔独立传播原理〕、波的衍射、波的干预、多普勒效应一.波面和波线、波前波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面．〔振动相位相同的各点组成的曲面。

〕波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线．波前：某一时刻波动所到达最前方的各点所连成的曲面。

二.惠更斯原理荷兰物理学家惠更斯1.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。

2.三、波的特性：波的反射、波的折射、波的叠加原理〔独立传播原理〕、波的衍射、波的干预、多普勒效应〔一〕.波的反射1.波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．•反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

•入射角〔i 〕和反射角〔i ’〕：入射波的波线与平面法线的夹角i 叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角i ’ 叫做反射角． · 平面波· · · ·u t 波传播方向•反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．•波遇到两种介质界面时，总存在反射〔二〕、波的折射1.波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射．2.折射规律：(1).折射角〔r 〕：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r 叫做折射角．2.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比：•当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.•当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.•当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例．•在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变．•波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同．由惠更斯原理，A 、B 为同一波面上的两点，A 、B 点会发射子波，经⊿t 后， B 点发射的子波到达界面处D 点， A 点的到达C 点，21sin sin v v r i〔三〕波的叠加原理〔独立传播原理〕在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．两列波叠加时，假设两列波振动方向相同，则振动加强，振幅增大；假设两列波振动方向相反，则振动减弱，振幅减小。

大学物理基础知识光的干涉与衍射现象

大学物理基础知识光的干涉与衍射现象光的干涉与衍射现象光的干涉和衍射现象是大学物理基础知识中的重要内容。

本文将介绍光的干涉和衍射的基本概念、原理以及实际应用。

一、光的干涉现象光的干涉是指两个或多个光波相遇时发生的现象。

干涉可以是构成性干涉（增强光强）或破坏性干涉（减弱或抵消光强）。

干涉现象可以通过光的波动性解释。

1. 干涉光的波动模型根据互相干涉的光波的波函数，可以使用叠加原理对光的干涉进行数学描述。

干涉是由于波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇而形成的，这种相遇会产生干涉图案。

2. 干涉的光程差干涉的关键参数是光程差，它是指两束相干光的传播路径的差值。

当光程差为整数倍的波长时，会出现构成性干涉；当光程差为半整数倍的波长时，会出现破坏性干涉。

3. 干涉的类型干涉现象可分为两种类型：薄膜干涉和双缝干涉。

薄膜干涉是指光线在介质的两个表面之间反射、透射产生的干涉现象；双缝干涉是指光通过两个相隔较近的缝隙后形成的干涉现象。

二、光的衍射现象光的衍射是指光线通过小孔或物体的边缘时发生的现象，光波会向周围扩散形成衍射图样。

衍射现象可以通过光的波动性解释。

1. 衍射光的波动模型光通过一个小孔或物体的边缘时，光波会发生弯曲，并在周围空间中形成散射波。

这些散射波的叠加就会形成衍射图样。

2. 衍射的特点衍射的特点是衍射波传播范围广，可以绕过物体的边缘，进入遮挡区域。

衍射图样的大小与孔径或物体边缘大小有关，小孔或细缝会产生较宽的衍射图样，大孔或宽缝会产生较窄的衍射图样。

3. 衍射的应用光的衍射现象在实际应用中具有广泛的意义，例如天文学中使用的干涉仪、显微镜的分辨率提升、光学存储器的读写操作等。

三、光的干涉与衍射的应用光的干涉与衍射现象不仅仅是基础学科的内容，也有着广泛的实际应用。

1. 干涉与衍射在光学仪器中的应用干涉仪是利用光的干涉现象进行测量和分析的仪器，如干涉计和迈克尔逊干涉仪等。

衍射仪是利用光的衍射现象进行实验和观测的仪器，如杨氏双缝干涉实验装置和夫琅禾费衍射装置等。

波的干涉和衍射每课一练(含解析) (35)

第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课时分层训练「基础达标练」1．一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是()A．静止在河面的渔船B．静止在河面的货船C．竖立在河中的竹竿D．竖立在河中的桥墩解析：选C河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，依据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该障碍物的尺寸较小，故C正确，A、B、D错误．2．(多选)当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则() 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的周期最大解析：选AB P点为波峰与波峰叠加，为振动加强点，振动始终加强，振幅最大．位移在变化，有时为零，有时最大，故A、B正确，C错误；质点P的周期不变，选项D错误．3．(2019·山西怀仁八中高二月考)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：选C由波速公式v＝λf得：波长λ＝vf＝v T，则①②③三种声波的波长分别为λ1＝340×120 m ＝17 m ，λ2＝340104 m ＝0.034 m ，λ3＝10 m ，根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 正确．4．(多选)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风．进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果．如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波．则( )A ．降噪过程实际上是声波发生了干涉B ．降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C ．降噪声波与环境噪声的传播速度相等D ．P 点经过一个周期传播的距离为一个波长解析：选AC 分析题意可知，降噪过程实际上是声波发生了干涉，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，频率相同，由于两列声波等幅反相，使噪声振动减弱，A 选项正确；降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，B 选项错误；机械波传播的速度由介质决定，所以降噪声波与环境噪声的传播速度相等，C 选项正确；机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波移动，D 选项错误．5．(多选)两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时( )A ．a 、b 连线中点振动加强B．a、b连线中点速度为零C．a、b、c、d四点速度均为零D．再经过12周期c、d两点振动仍然减弱解析：选ACD题图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则a点是波谷与波谷相遇点，b是波峰与波峰相遇点，c、d两点是波峰与波谷相遇点．则a、b两点是振动加强的，且ab连线上也是振动加强的，c、d两点是振动减弱的，故A正确，B错误；a、b分别处于波谷、波峰位置，此时它们的速度为零，c、d是波峰、波谷相遇点，为减弱点，其振幅为零，则c、d的速度也为零，因此它们的速度均为零，故C正确；c、d两点处于波谷与波峰相遇处，再经过12周期，c、d两点振动仍然减弱，故D正确．6．(多选)(2019·福建师大附中高二期中)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＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 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＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动．质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A．质点Q的起振方向沿y轴正方向B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cmC．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点解析：选ACD M、N点刚起振，由同侧法可知，M点向下振动，N点向上振动，即两列波的起振方向相反．由两列波的传播速度相等，Q距N点近，故N点的振动形式先传播到Q点，故Q点的起振方向与N点的起振方向相同，起振时沿y轴向上，A对；M点距两波源的距离差值为一个波长，因两列波的起振方向相反，故M点为振动减弱点，两列波的振幅相同，故M点的位移始终为零，B错；同理可判断P为振动减弱点，Q为振动加强点，C、D对．7．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是()A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为7 cm解析：选B题图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则D点是波谷与波谷相遇点，A点是波峰与波峰相遇点，B、C两点是波峰与波谷相遇点．则A、D两点是振动加强的，且B、C两点是振动减弱的．质点D是振动加强点，故A错误；S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7 cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为－7 cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14 cm，故B正确；B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C 仍是振动减弱点，故C错误；质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1 cm，故D错误．8．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．(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？(4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？解析：(1)由题意知：周期T＝6020s＝3 s.设波长为λ，则5λ＋λ2＝24 m，λ＝4811m.由v＝λT 得，v＝4811×3m/s＝1611m/s.(2)由于λ＝4811m，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，都能发生明显衍射现象．答案：(1)4811m1611m/s(2)会(3)能(4)能「能力提升练」9．(多选)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t＝0时刻两列波的位置如图所示．若两列波的周期分别为T甲和T乙，则()A．这两列波相遇时能产生干涉现象B．这两列波将同时到达坐标原点C．在t＝34T乙时刻，x＝0.1 m处质点受到的回复力为零D．在t＝2T甲时刻，x＝0.1 m处质点的位移为零解析：选BD两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由题图可知两列波的波长不相等，由v＝λf可知，频率不相等，不能产生干涉现象，故A错误；两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，此时两列波到原点的距离相等，根据t＝x v可知这两列波将同时到达坐标原点，故B正确；时刻，乙波刚好传播到原点处，此时x＝0.1 m处质点位于波峰，受到在t＝34T乙的回复力不为零，故C错误；根据图象可知T甲＝0.2v，T乙＝0.4v，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲时刻，甲波刚好传播到x＝0.1 m处，乙波波形中点平衡位置传到x＝0.1 m处，此时x＝0.1 m 处质点的位移为零，故D正确．10．(多选)如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上，已知AB＝6 m，AC＝8 m．t0＝0时刻A、B开始振动，波动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t＝4 s时C点开始振动．则()A．该机械波的传播速度大小为4 m/sB．两列波相遇后，C点振动加强C．两列波相遇后，C点振动减弱D．该列波的波长是2 mE．该列波的周期T＝1 s解析：选BDE分析图乙可知，波长为2 m，D选项正确；介质决定波速，两波源在同一介质中传播，故两列波的波速相同，根据几何关系可知，A处振动＝2 m/s，A选项错误；两波源振动情况相同，两波源先到达C点，波速v＝ACt到介质中某质点的波程差为整数个波长时，该质点为振动加强点．C点到A、B两点的路程差为Δs＝BC－AC＝λ，故C点为振动加强点，B选项正确，C选项错误；根据波长、周期和波速的关系可知，T＝λv＝1 s，E选项正确．11．(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是()A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化解析：选BDE在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确；同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，E项正确．12．(多选)如图所示，在x轴上有两个沿竖直方向振动的波源S1、S2(图中未画出)在两波源之间有a、b两个点，二者间距为2 m．已知a点振动始终减弱且振幅为2 cm，b点振动始终加强且振幅为8 cm，观察发现b点连续出现两次波峰间隔时间为2 s，假设a、b之间没有振动加强点和减弱点．则下列判断正确的是()A．两波源S1、S2振动周期一定相同，且周期为2 sB．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波长为4 mC．波源S1振幅可能是5 cmD．两波源S1、S2在介质中产生的机械波的波速为4 m/s解析：选ACD 两列波发生干涉，它们的频率、周期一定是相等的，b 点连续出现两次波峰间隔时间为2 s ，可知两波源的周期都是2 s ，故A 正确；由题假设a 、b 之间没有振动加强点和减弱点，a 点振动始终减弱，b 点振动始终加强；设a 到左右两个波源的距离分别为x a 1和x a 2，则：|x a 1－x a 2|＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ；① 设b 到左右两个波源的距离分别为x b 1和x b 2，则：|x b 1－x b 2|＝nλ②a 、b 之间的距离：L ＝|x a 1－x b 1|＝|x b 2－x a 2|＝2 m ③联立①②③式可得λ＝8 m ，故B 错误；由于a 点振动始终减弱且振幅为2 cm ，b 点振动始终加强且振幅为8 cm ，设A 的振幅为A 1，B 的振幅为A 2，则：A 1＋A 2＝8 cm ；|A 1－A 2|＝2 cm可得A 1＝3 cm 或A 1＝5 cm ，故C 正确；两列波的波速：v ＝λT ＝82＝4 m/s ，故D 正确．13．如图是两个波源振动频率相同、振动方向相同的两列波在空间传播的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷．a 为虚线交点，b 为实线交点，c 为a 与b 连线的中点．(1)从图示时刻开始，经过12周期，a 、b 、c 各点分别处于什么位置？ (2)从图示时刻开始，经过34周期，a 、b 、c 各点又分别处于什么位置？解析：(1)由题图可知，此刻a 、b 点分别是两列波的波谷相遇点和波峰相遇点，都是振动加强点；而c 点处于加强区域，所以c 点也是加强点，a 、b 、c 三点的振幅为两列波的振幅之和．此刻a 点在波谷，b 点在波峰，c 点在平衡位置，经12周期后，a点在波峰，b点在波谷，c点仍在平衡位置．(2)经过34周期，a点在平衡位置，将向波谷振动；b点在平衡位置，将向波峰振动；c点为a、b的中点，所以此刻c点在波峰位置．答案：(1)a在波峰，b在波谷，c在平衡位置(2)a在平衡位置，b在平衡位置，c在波峰14.有频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，如图所示．一人站在声源北方的A点，此人此时听到的声音很响，这个人向东慢慢移动，声音逐渐减弱，到B点时几乎听不到声音，测得A、B间距离为1.5 m．则：(1)S1、S2声波的波长λ为多少？(2)若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？解析：(1)依题意，A在S1S2的中垂线上，S1A＝S2A，此点为声波叠加振动加强处，走到B点几乎听不到声音，B点是声波叠加振动减弱处，则S1B－S2B＝λ2由几何关系S1B＝5 m，λ＝2 m.(2)设此人沿BS2走到C点，振动又一次加强．S1C－S2C＝2 m，S2C2＝(S2C＋2)2－S1S22得S2C＝1.25 m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25)m＝2.75 m.答案：(1)2 m(2)2.75 m。

高中物理选修3-4光的干涉和衍射知识点总结题型总结同步巩固练习高考复习练习

高中物理选修3-4光的干涉和衍射知识点总结题型总结同步巩固练习高考复习练习高中物理选修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。

高中物理波的衍射、干涉基础 (提纲、例题、练习、解析)

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。

最新人教版高中物理选修3-4：12.4 波的衍射和干涉知识点总结及同步课时练习

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。

波的衍射和干涉高考知识点

波的衍射和干涉高考知识点是物理学中的重要知识点，它们让我们更深入地理解了光和声波的性质以及它们在实际应用中的作用。

本文将从基本概念、实验现象和应用角度，介绍。

一、波的衍射波的衍射是指波在遇到障碍物或通过狭缝时发生的弯曲现象。

根据赫兹发现，当波波长与障碍物尺寸相近时，波会绕过障碍物并形成衍射现象。

实验中，我们可以通过光的衍射观察到这一现象。

将一束平行光照射到一个狭缝上，狭缝的宽度与波长相近，当光通过狭缝后，会出现一系列明暗相间的光斑，这就是衍射现象。

这些明暗相间的光斑正是波的衍射结果。

波的衍射提供了一种探索微观世界的手段。

例如，当X射线通过晶体时，衍射现象会产生一系列有规律的光点，通过观察这些光点的位置和强度变化，我们可以了解晶体的结构和原子排列。

二、波的干涉波的干涉是指两列或多列波相遇时产生的相互影响效应。

根据波的叠加原理，当两列波相遇时，它们会相互叠加，形成干涉图样，在某些地方波会增强，而在其他地方波会相互抵消。

干涉实验中最典型的例子是双缝干涉实验。

将一束单色光照射到两个紧密相邻的狭缝上，光通过狭缝后形成两列波，这两列波在合适的条件下会干涉产生明暗相间的条纹。

这些条纹的出现是由于波的叠加效应造成的。

干涉现象不仅在光学中存在，在声学领域也有广泛应用。

例如，在音乐会的音箱设计中，人们利用声音干涉的原理，通过调整音箱的位置和方向，使声音在整个场馆内均匀传播。

三、的应用不仅在理论研究中具有重要作用，也在实际应用中发挥着巨大的价值。

下面我们将从光学和声学角度，介绍的一些常见应用。

在光学领域，衍射和干涉技术广泛应用于光学仪器和光波导中。

例如，在折射望远镜中，通过衍射透镜和狭缝装置，可以减小望远镜的光弯曲现象，提高成像质量。

此外，干涉仪也是一种用于测量光的波长和折射率的重要工具。

在声学领域，衍射和干涉技术也有广泛应用。

例如，在扬声器设计中，通过控制声音的波长和频率，结合干涉和衍射原理，可以实现立体声和环绕音效。

干涉衍射知识点总结

干涉衍射知识点总结一、干涉衍射的基本概念干涉衍射是光学中的重要现象，它是一种波动现象，当光波遇到障碍物或通过狭缝时会发生干涉和衍射现象。

干涉是指由两个或多个光波相遇产生的干涉条纹，而衍射是指当光波经过狭缝或障碍物时，会出现明暗相间的衍射条纹。

二、干涉的基本原理干涉是由于光波的叠加而产生的，波峰与波峰相遇时会增强光强，波谷与波谷相遇时也会增强光强，而波峰与波谷相遇时会互相抵消。

因此，在某一点上的光强是由各个光波振幅的叠加而形成的。

干涉现象的产生需要满足以下条件：①干涉光波源必须是相干光波源，即光波源的频率和相位要一致；②干涉光波源要有相对的相干度，也就是两个光波源的相位差不能过大。

三、干涉的分类1. 近傍干涉：两光波相距几个波长，直接干涉即为近邻干涉。

2. 远处干涉：在远处观察，可以观察到一系列复杂的明暗条纹，这是远场干涉。

经过数学推导，发现近邻干涉条纹和远场干涉条纹的核心都是由亮暗相间的条纹构成，其本质是一致的。

四、干涉的主要特点1. 干涉条纹的颜色是由白光与狭缝或障碍物相互作用而产生的，彩色条纹是由白光干涉的结果。

2. 干涉条纹的亮度变化是由狭缝、激光束或光源放置位置的变化产生的，光源与缝的位置关系决定了干涉条纹的亮度变化。

3. 干涉条纹的形状是由狭缝或障碍物的形状决定的，不同形状的狭缝产生的干涉条纹也不同。

五、干涉实验1. 双缝干涉实验：利用两个相干光源照射到两个相距较远的狭缝上，通过观察屏幕上的干涉条纹来研究干涉现象。

2. 单缝干涉实验：在一块半透明的屏幕上开有一个狭缝，当一束光照射到狭缝上，产生的干涉现象可以通过观察屏幕上的干涉条纹来研究。

六、衍射的基本原理衍射是指光波经过障碍物或狭缝后，波的传播方向发生弯曲和偏离，从而在障碍物后方产生明暗相间的衍射条纹。

光波经过狭缝会发生衍射现象的原因是，狭缝可以看作是一个新的次波源，通过次波源形成衍射波，这是衍射现象发生的根本原因。

七、衍射的特点1. 衍射现象是光波的波动特性，与光波的波长有直接关系，波长越短，衍射现象越不明显，波长越长，衍射现象越明显。

物理波的干涉和衍射基础篇

物理总复习：波的干涉和衍射【考纲要求】1、知道波的叠加原理；2、知道波的干涉和衍射现象；3、了解多普勒现象。

【考点梳理】考点一、波的衍射要点诠释：1、衍射现象波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象，叫做波的衍射。

2、发生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。

3、衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射只不过有些现象不明显，我们不容易观察到。

当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射现象十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。

考点二、波的干涉要点诠释：1、波的独立传播原理和叠加原理（1）波的独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播而并不相互干扰，这是波的一个基本性质。

（2）波的叠加原理：两列波相遇时，该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动，此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。

2、波的干涉（1）波的干涉现象频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。

（2）产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相等。

干涉条件的严格说法是：同一种类的两列波，频率(或波长)相同、相位差恒定，在同一平面内振动。

高中阶段我们不讨论相和相位差，且限于讨论一维振动的情况，所以只强调“频率相同”这一条件。

（3）一切波都能发生干涉，干涉是波的特有现象之一。

3、对振动加强点和减弱点的理解波的干涉是频率相同的两列波叠加，是波特有的现象，波的干涉中，应注重理解加强和减弱的条件。

其判断方法有两种：一是根据两列波的波峰与波峰相遇（或波谷与波谷相遇）点为加强的点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点。

二是根据某点到两波源的距离之差为波长的整数倍，则该点为加强点；某点到两波源的距离为半波长的奇数倍，则该点为减弱点。

同时注意加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大；减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小。

《波的干涉与衍射》知识清单

《波的干涉与衍射》知识清单一、波的干涉1、干涉现象当两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的波相遇时，会在某些区域振动加强，某些区域振动减弱，这种现象称为波的干涉。

2、产生干涉的条件（1）两列波的频率必须相同。

这是波发生干涉的首要条件，如果两列波的频率不同，在相遇区域内不会出现稳定的振动加强点和减弱点。

（2）两列波的振动方向相同。

如果两列波的振动方向相互垂直，就不会产生干涉现象。

（3）两列波的相位差恒定。

只有相位差恒定，才能使某些区域始终加强，某些区域始终减弱。

3、干涉图样（1）加强区和减弱区相互间隔，形成稳定的干涉图样。

（2）加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区的振幅等于两列波振幅之差。

4、干涉的实例（1）水波的干涉：在平静的水面上，同时投入两个小石块，会产生两列圆形水波，当它们相遇时，就会出现干涉现象。

（2）声波的干涉：在一个房间里，两个相同的音箱播放相同频率的声音，在某些位置声音会比较响亮，而在某些位置声音会比较微弱。

二、波的衍射1、衍射现象波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘继续传播的现象叫做波的衍射。

2、明显衍射的条件（1）障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长差不多时，衍射现象比较明显。

（2）当障碍物或孔的尺寸远大于波长时，衍射现象不明显，仍然可以按照直线传播来近似处理。

3、衍射图样（1）衍射后波的振幅会发生变化，通常情况下，中央亮纹的振幅最大，两侧条纹的振幅逐渐减小。

（2）不同波长的波在同一障碍物或孔处的衍射效果不同，波长较长的波更容易发生衍射。

4、衍射的实例（1）声波的衍射：我们可以在墙的一侧听到另一侧的声音，这就是声波的衍射现象。

（2）光波的衍射：通过狭缝观察灯光时，可以看到明暗相间的条纹，这是光波发生衍射的结果。

三、干涉与衍射的比较1、相同点（1）都是波的特有现象，只有波才能发生干涉和衍射。

（2）干涉和衍射都遵循波的叠加原理。

2、不同点（1）产生的条件不同：干涉需要两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定；衍射则是波遇到障碍物或孔时发生。

33波的干涉和衍射同步练习(Word版含答案)

3.3波的干涉和衍射同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．如图所示，降噪耳机的消声原理是利用（）A．声波的干涉B．声波的反射C．声波的衍射D．声波的多普勒效应2．如图所示是观察水面波衍射的实验装置。

AC和BF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，每两条波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。

为了使衍射现象更明显，可以采取的措施有（）A．将孔AB扩大或者增大波源频率B．将孔AB扩大或者减小波源频率C．将孔AB缩小或者增大波源频率D．将孔AB缩小或者减小波源频率3．根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（）A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射4．关于机械波的衍射，下列说法错误．．的是（）A ．波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射B ．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象C ．波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显D ．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显5．声波是我们常见的一种机械波，下列关于声波的说法，正确的是（）A ．声波的频率越高，它在空气中的传播速度越快B ．同一列声波在各种介质中的波长是相同的C ．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射D ．人能辨别出不同人说话的声音，说明声波不会干涉6．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形如图所示,质点P 的x 坐标为3 m ，已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，下列说法正确的是（）A ．波速为4m/sB ．质点P 在1s 内沿波的传播方向前进5mC ．这列波碰到3m 宽的障碍物不能发生明显的衍射现象.D ．波的频率为1.25Hz7．如图所示,S 1、S 2 是一水平面上的两个波源,它们的振动周期都为 T ,振幅都为 A . 某时刻 S 1 发出的波恰好传到 C ,S 2 发出的波恰好传到 A ,图中画出的是该时刻两列波在 AC 部分的叠加波形,S 1A 间、S 2C 间波形没有画出．若两列波传播速度相同,则（）A ．两波源的起振方向相同B ．再经过2T ，AC 间的波形是一条直线 C ．A 、B 、C 三点始终都是振动加强点，振幅为 2AD ． A 、B 、C 三点始终都是振动减弱点，振幅为 08．如图，在观察水面波的衍射的实验装置中，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个小孔，O 是波源。

54知识讲解波的干涉和衍射(基础)