(浙江新高考专用版)2019_2020学年高中物理第十二章机械波4波的衍射和干涉课件新人教版选修3_4

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2019-2020学年人教版物理选修3-4(浙江新高考专用版)讲义：第十二章机械波 4 含答案

2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：第十二章机械波 4 含答案
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知识内容
选考要求
课时要求
波的衍射和干涉
b
1.知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件，知道衍射是波特有的现象，知道一切波都能发生衍射；经历波的衍射研究过程，体会波的传播特征．
针对训练在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5 cm.所用水波的波长为5 cm，则下列选项中的衍射图样正确的是( )
答案C
解析窄缝宽度0.5 cm明显小于水波波长5 cm，符合发生明显衍射现象的条件，且水波是以水中“某点”为中心的弧线，C正确．
二、波的叠加
(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？
例1 (多选)如图2所示是观察水波衍射的实验装置．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2
A．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
2．了解波的叠加原理，知道波的干涉现象和波发生干涉的条件，知道一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象；经历波的干涉研究过程．
3．理解干涉现象中振动加强与减弱的意义.
一、波的衍射
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．

高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉课件

读一读
辨一辨
(3)两列波叠加时,质点的总位移一定变大。 ( ) 解析：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。答案：× 2.探究讨论。 (1)教材波的衍射的演示中图12.4-1中甲、乙哪个图象衍射现象更明显? 答案：乙图象衍射现象更明显。 (2)医院中探测仪器“B超”为什么用超声波而不用普通声波? 答案：超声波的波长短,不易发生衍射,故波能反射回来并被接收。
1.衍射是波特有的现象 (1)一切波都能发生衍射现象,只是有的明显,有的不明显。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 2.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。 3.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。
辨一辨
二、波的叠加与波的干涉
阅读教材第33~35页,了解波的叠加原理、波的干涉现象、产生
干涉的条件。
1.什么是波的叠加原理?
答案：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。
2.什么是波的干涉?
答案：B
探究一
探究二
问题导引名师精讲典例剖析
对波的叠加、波的干涉现象的理解如图所示,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,他听到的声音会有什么变化?为什么?

高中物理第十二章机械波12.4波的衍射和干涉课件新人教版选修34

否有波,其次是看波从波源传出后是否偏离了直线传播,即是否“拐弯”,都符合
时即为波的衍射现象。
第十二页，共29页。
一
二
三
二、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等,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加
波源位置固定,振动方向平行,步调完全一致。
5.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(shíjiān)发生变化。
6.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。只是振幅为两列波振幅之和,显得振动剧
以它们在这点(zhè diǎn)引起的振动总是相互削弱的。如果两列波的
振幅相同,质点振动的振幅之和就等于 0,水面平静。
(3)干涉定义:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振幅加大,某些
区域的振幅减小的现象。
(4)干涉图样:波的干涉中所形成的图样。
(5)干涉条件:两列波的频率必须相同;两个波源的相位差保持不变。
C.两列频率相同的波相遇时,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
点拨：波的叠加无条件,而波的干涉有条件,它是一定条件下的波的叠
加。
第二十四页，共29页。
类型
(lèixíng)
一
类型
(lèixíng)
二
类型
(lèixíng)
= 0,1,2, … )。

浙江专版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34

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 a 所示) 两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。(如图 b 所示)
[试身手]
2．两列波叠加时，关于介质中的任一质点的振动，下列说法正确
2．(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 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．挡板前波纹间的距离相等 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，能更明显地观察到波
B．振动减弱点
C．既不是加强点也不是减弱点 D．条件不足无法判断解析：由题图可以看出，再经过T4，甲波的波峰和乙波的波谷
同时到达 P 点，故知 P 点为振动减弱点，B 正确。答案：B
对衍射现象的理解
[典例 1] 在观察水波的衍射实验中，若击打水面的振子振
动的频率是 5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是 0.05 m/s，为观
[试身手] 1．如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)
或障碍物(③、④图)，其中能发生明显衍射现象的有 ( )
A．②④
B．①④
C．②③
D．①③
解析：发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小，或与波长相差不多，由题图可知，②、④图能明显发生衍射现象，而①、③图不能，故选 A。答案：A
的是
()
A．它的周期一定是两振动周期之和

高中物理第十二章第4节波的衍射和干涉课件选修34高二选修34物理课件

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第二页，共三十六页。
一、波的衍射 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．
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第二十八页，共三十六页。
[解析] 点波源 S1(0，4)的振动形式传播到点 A(8，－2)的路程为 L1＝10 m，点波源 S2(0，－2)的振动形式传播到点 A(8，－2)的路程为 L2＝8 m，两列波从波源传播到点 A(8，－2)的路程差为 ΔL＝L1－L2＝2 m．由于两列波的波源到点 B(4，1) 的路程相等，路程差为零，且 t＝0 时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点 B 时振动方向相反，引起的点 B 处质点的振动相互减弱；由振动图线可知，波动周期为 T＝ 2 s，波长 λ＝vT＝2 m．由于两列波的波源到点 C(0，0.5)的路程分别为 3.5 m 和 2.5 m，路程差为 1 m，而 t＝0 时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点 C 时振动方向相同，引起的点 C 处质点的振动相互加强． [答案] 2 减弱加强
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解析：选 AD.因为两者速度相同，故两者走的路程相同，都传播了 4 m，所以在 x＝6 m 处相遇，x＝6.5 m 的质点正好是波峰和波峰相遇叠加，在振动过程中振幅为 A1＋A2，A、D 正确．
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第二十页，共三十六页。
对干涉现象的理解 1．关于干涉的条件 (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．但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． (2)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．

2019-2020年人教版高中物理选修3-4教学案：第十二章第4节波的衍射和干涉含答案

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。

高中物理第十二章机械波12.4波的衍射和干涉课件新人教选修3_4

第十二章机械波
第四节波的ห้องสมุดไป่ตู้射和干涉
水波衍射
水、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？
机械波能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
一、光的衍射
1、光的衍射：光能够绕过障碍物偏离直线传播的现象
2、明显衍射的条件
障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多注意：各种不同形状的障碍物或小孔都能使光发生衍射
光的圆孔衍射
衍射物
观察屏
点光源
光的圆屏衍射
条纹
阴影外有明暗相间的圆条纹，阴
特点影中心有一亮点．
圆孔的衍射花样
圆屏的衍射花样
光的针尖衍射条纹
光的衍射使物体边缘轮廓模糊不清光通过物体的边缘而发生衍射
1、光的衍射现象表明光沿直线传播只是一种近似的规律
光的直线传播是有条件的
只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
课堂练习
例1、下列现象或事实属于衍射现象的
是( C )
A.风从窗户吹进来 B.雪堆积在背风的屋后 C.水波前进方向上遇到凸出水面的小
石子,小石子对波的传播没有影响. D.晚上看到水中月亮的倒影
例2、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
3、干涉条纹与衍射条纹的区别
干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。
（双缝）干涉图样
（单缝）衍射图样

(浙江新高考专用版)2019-2020学年高中物理第十二章机械波教案新人教版选修3-4【共7套84页】

本套资源目录浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波1波的形成和传播教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波2波的图象教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波3波长频率和波速教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波4波的衍射和干涉教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波5_6多普勒效应惠更斯原理教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波章末总结教案新人教版选修3_4浙江新高考专用版2019_2020学年高中物理第十二章机械波章末检测试卷二教案新人教版选修3_41波的形成和传播一、波的形成和传播1．波：振动的传播称为波动，简称波．2．波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用．(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动．这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动．二、横波和纵波1．介质(1)定义：波借以传播的物质．(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动．2．机械波机械振动在介质中传播，形成了机械波．3．机械波的特点(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式．(2)波是传递能量的一种方式．(3)波可以传递信息．1．判断下列说法的正误．(1)质点的振动位置不断转换即形成波．( ×)(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动．( ×)(3)物体做机械振动，一定产生机械波．( ×)(4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波．( ×)2.绳波在某时刻的形状如图1所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向________，若O′是波源，则此刻A点的振动方向________．(填“向上”或“向下”)图1答案向上向下一、波的形成、传播及特点如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动．如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动．(1)红色标记有没有随波迁移？(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？答案(1)没有．红色标记只在竖直方向上下振动．(2)不会．当手停止抖动后，波仍向右传播．1．机械波的形成与传播2．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同．(2)周期(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同．(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后．(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移．各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同．(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息．例1(多选)如图2所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O 为波源，设波源的振动周期为T ，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经T4质点1开始振动，则下列说法中正确的是( )图2A ．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B ．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C ．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后T4D ．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动答案 ACD解析从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故A 正确，B 错误；质点7与质点8相比，质点7在质点8的前面，两质点的振动步调相差T4，故C 正确；质点9比质点1晚2T 开始起振，一旦质点9起振后，质点1、9的振动步调就完全一致，故D 正确．针对训练下列说法正确的是( ) A ．有机械振动就一定有机械波 B ．有机械波就一定有机械振动 C ．振源一停止振动，波立即停止传播D ．由于各质点都要参与振动，所以介质要随波发生迁移答案 B波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点．(2)后振动的质点重复前面质点的振动．(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点．概括起来就是“带动、重复、落后”．二、横波和纵波如图所示，(1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？(2)图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？答案(1)相互垂直．(2)在同一条直线上．横波与纵波的区别1．质点的振动方向与波的传播方向的关系不同：横波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直；纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上．2．传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播．3．特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部．例2(2018·金华诊断)区分横波和纵波的依据是( )A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直，还是在一条直线上D．波传播距离的远近答案 C解析横波与纵波的分类标准是看质点的振动方向和波的传播方向的关系，若相互垂直，则为横波；若在一条直线上，则为纵波，故选项C正确．三、振动与波的关系1．区别(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动，是单个质点的“个体行为”；波动是振动在介质中的传播，是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”．(2)力的来源不同——产生振动的回复力，可以由作用在物体上的各种性质的力提供；而引起波动的力，则总是联系介质中各质点的弹力．(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比．2．联系(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动．(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同．例3(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( )A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播答案AB解析机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C 错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播；当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误．四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P 上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动．如图3所示．图3例4如图4所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、……、h质点这一时刻的速度方向．图4答案见解析图解析由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复．比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点．此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言．若以此时最大位移处的c点为参照点，由波的形成特点知d点的振动滞后于c点，要追随c 点移动到最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度方向都向下；b的振动比c 超前，已从负的最大位移处回振，所以速度方向向上；a超前于b，已回到平衡位置，速度最大，方向也向上；同理以g为参照点，可知h点速度方向向上．各点速度方向如图所示．例5如图5所示，是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿垂直于直线方向做简谐运动，带动2、3、4、……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t ＝0时，质点1开始向上运动，t ＝T 4时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动．问：图5(1)t ＝T 2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t ＝3T 4时，质点8、12、16的运动状态如何？ (3)t ＝T 时，质点8、12、16的运动状态如何？答案见解析解析各质点在各时刻的运动情况，如图甲、乙、丙所示．(1)由图甲可知，t ＝T 2时，质点8正在向上振动，质点12、16未振动． (2)由图乙可知，t ＝3T 4时，质点8正在向下振动，质点12正在向上振动，质点16未振动． (3)由图丙可知，t ＝T 时，质点8、12正在向下振动，质点16正在向上振动．[学科素养] 例4、例5考查了质点振动方向的确定方法，根据波的形成特点，先振动的质点带动后面的质点振动．后面的质点的振动总是落后于前面质点，每一个质点都在自己的平衡位置附近振动，正确画出各时刻的波形图，可以使问题变得更形象直观．这是从物理学视角对基于事实构建的振动模型中各质点运动规律及相互关系的分析，体现了“科学思维”的学科素养．1．(波的形成和传播)以下对机械波的认识正确的是( )A．形成机械波一定要有波源和介质B．波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动答案 A解析波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确．简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，故B、C、D错误．2．(横波和纵波)2018年7月21日，杭州市上城区、西湖区、滨江区交界处发生2.2级地震，不少市民反映有震感，地震产生的能量以波的形式向远处传播，称为地震波，对于地震波，下列说法中正确的是( )A．地震波是由机械振动引起的平面机械波B．只要波源停止振动，地震波的传播就会立即停止C．地震波既有横波，也有纵波，且纵波先到达地面D．地震波具有的能量，随着波的传播将越来越强答案 C解析地震波有横波成分，也有纵波成分，纵波使地面发生上下振动，而横波使地面发生前后、左右晃动，且纵波先到达地面，所以地震波并非平面机械波，A错误，C正确；波源停止振动后，波要继续向前传播，不会立即停止，B错误；地震波具有的能量，随着波的传播将越来越弱，D错误．3．(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是( )A．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动B．有机械波，则一定有机械振动C．机械波就是质点在介质中的运动路径D．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅答案BD解析机械振动在介质中传播，形成了机械波，A错；波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以，有机械波一定有机械振动，B对；在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错；离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以振动频率、振幅相同，D 对．4．(由“带动法”确定质点的振动方向)一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图6所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点说法正确的是( )图6A．质点B向右运动B．质点D和质点F的速度方向相同C．质点A和质点C的速度方向相同D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置答案 D解析波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着前面的质点振动，D跟随C向上运动，F跟随E向下运动，同理，A向下运动，C向上运动，由此可知选项B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先达到最大位移处，并先回到平衡位置，选项A错误，D正确．一、选择题考点一波的形成、传播和特点1．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，主要原因是( )A．大钟的回声B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波C．人的听觉发生“暂留”D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动答案 B解析停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会立即消失，还会在空气中形成声波，这就是“余音未绝”的原因，所以选项B正确．2．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下说法正确的是( )A．因为“随波逐流”，木块将被推至远处B．因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况C．无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关答案 C解析波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故A、B、D错误，C正确．3．(多选)关于机械波的说法正确的是( )A．相邻的质点要相互做功B．机械波在真空中也能传播C．波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D．除波源外，波中各质点都做受迫振动答案ACD解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点运动，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前、后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；机械波的传播必须有介质，在真空中不能传播，故B错误；波源依次带动后面的质点振动，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源频率相同，并且都“仿照”波源振动，故C、D 正确．4．关于机械波，下列说法中正确的是( )A．自然界所刮的风就是一种机械波B．波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C．波将波源的振动形式传播出去的同时，也可以传递信息D．传播机械波的介质一定是可以自由流动的答案 C5．(2018·绍兴高二检测)科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹，在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( )A．月球太冷，声音传播太慢B．月球上没有空气，声音无法传播C．宇航员不适应月球，声音太轻D．月球上太嘈杂，声音听不清楚答案 B解析由于声波是机械波，而机械波的传播必须有介质，月球上没有空气，所以声音无法传播．考点二横波和纵波6．(2018·义乌高二检测)下列关于横波的说法中，正确的是( )A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行C．横波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动D．能形成波峰、波谷的波是横波答案 A7．关于横波和纵波，下列说法正确的是( )A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向都是有时相同，有时相反B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D ．形成纵波的质点不随波迁移答案 D8．某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s 和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成(如图1所示)．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s 开始振动，则( )图1A ．P 先开始振动，震源距地震仪约36kmB ．P 先开始振动，震源距地震仪约25kmC ．H 先开始振动，震源距地震仪约36kmD ．H 先开始振动，震源距地震仪约25km答案 A解析横波的传播速率小于纵波的传播速率，所以P 先开始振动．由x 9km/s ＋5s ＝x 4km/s ，可得x ＝36km ，则A 正确，B 、C 、D 错误．考点三由“带动法”确定质点的振动方向9．如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B 点时的波形，由图可判断A 点刚开始的振动方向是( )图2A．向左B．向右C．向下D．向上答案 D解析根据带动法可知B点要向上振动，且所有点的起振方向都相同，所以D正确．10.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图3所示，已知此时质点F的运动方向沿y 轴负方向，则( )图3A．此波向x轴正方向传播B．此时质点C向y轴正方向运动C．质点C将比质点B先回到平衡位置D．质点E的振幅为零答案 C解析已知质点F 的运动方向沿y 轴负方向，即F 质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右向左传播，即此波向x 轴负方向传播，选项A 错误；此时质点C 刚到达最大位移处，速度为0，此后向y 轴负方向运动，选项B 错误；质点B 要先向y 轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C 直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C 正确；振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，虽然此时质点E 的位移为零，但其振幅不为零，选项D 错误．11.一列波在介质中向某一方向传播，图4为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M 、N 之间，已知此波的周期为T ，Q 质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是( )图4A ．波源是M ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动的时间为TB ．波源是N ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动的时间为3T 4C ．波源是N ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动的时间为T 4D ．波源是M ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动的时间为T 4答案 C解析由于此时Q 质点向下振动，且Q 质点右边邻近质点在Q 质点下方，则波向左传播，N是波源．经过一个周期，振动从N 点传播到M 点，又因从波源N 起振开始计时，需经34T ，P 质点才开始振动，故P 质点已经振动了T 4，选项C 正确．二、非选择题12．(2017·乐清芙蓉中学高二下学期月考)上下抖动绳子出现的机械波为________波；左右抖动弹簧出现的机械为________波．(填“纵”或“横”)答案横纵解析上下抖动绳子，在绳上形成的波的传播方向和各点的振动方向是相互垂直的，故是横波．而左右抖动弹簧时，波的传播方向和各点的振动方向在一条直线上，故为纵波. 13．如图5甲所示为波源的振动图象，图乙为均匀介质中同一条直线上等间距的质点在t＝1s时的振动状态，其中质点4刚开始振动．请在图丙中画出t＝5s时质点的振动状态．图5答案见解析图解析由题图甲知波源振动周期T＝4s，根据波传播的规律知t＝5s时，波源出现在波峰，质点16起振．如图所示．2波的图象一、波的图象的画法1．建立坐标系用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移．2．描点把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点．3．连线用一条平滑的线把各点连接起来就是这时波的图象，有时也称波形图，简称波形．二、正弦波如果波形是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波．三、波形图与振动图象1．波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移．2．振动图象表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移．1．判断下列说法的正误．(1)波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况．( √)(2)从波的图象可以知道各质点振动的振幅．( √)(3)在不同时刻波的图象有可能完全相同．( √)(4)振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象的实质是某一时刻各个质点的连线形状．( ×)2.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图如图1所示，由图可知质点的振幅A＝________cm，此时质点P的运动方向向________(填“上”或“下”)，加速度方向向________(填“上”或“下”)，且速度在________(填“增大”“减小”或“不变”)，加速度在________(填“增大”“减小”或“不变”)．图1答案10 上下减小增大一、波的图象如图所示是横波的演示仪，左图中各质点处在平衡位置，右图是机械波向右传播时某时刻各质点的位置．在右图中，若以第一个质点所在平衡位置为坐标原点、以各质点所在的平衡位置为x轴，取向右为正方向，质点振动的方向为y轴，取向上为正方向，建立坐标系，并把各质点用平滑的曲线连接起来，这就是波的图象．思考下列问题：(1)画出这个图象．(2)某个质点的横、纵坐标表示什么意义？(3)整条图线有什么物理意义？答案(1)(2)横坐标表示质点的平衡位置，纵坐标表示该时刻质点离开平衡位置的位移．(3)表示该时刻各质点离开平衡位置的位移．1．对波的图象的理解(1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”．可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”．(2)简谐波的图象是正(余)弦曲线，介质中的质点做简谐运动．2．由波的图象获得的三点信息(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移．(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A及波长．(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；若已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向．3．波的图象的周期性质点振动的位移做周期性变化，即波的图象也做周期性变化，经过一个周期，波的图象复原一次．4．波传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播，则波有可能沿x轴正向或x轴负向传播．例1(多选)如图2所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知( )图2A ．质点b 此时位移为零B ．质点b 此时向－y 方向运动C ．质点d 的振幅是2cmD ．质点a 再经过T2通过的路程是4cm ，偏离平衡位置的位移是4cm答案 AC解析由题图波形图知，质点b 在平衡位置，所以此时其位移为零，选项A 正确；因波沿x 轴正方向传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b 此时向＋y 方向运动，选项B 错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d 的振幅是2cm ，选项C 正确；再经过T2的时间，质点a 将运动到负向最大位移处，通过的路程是4cm ，偏离平衡位置的位移是－2cm ，选项D 错误．二、质点的振动方向与波传播方向的关系下图是一列向右传播的机械波的图象，请在图上标出各点的运动方向．。

2019届高考物理(人教浙江版)一轮复习课件：第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论4第四节

【自我诊断】判一判 (1) 光的干涉和衍射现象说明了光是波，也能说明光是横波．( × ) (2)两个相同亮度的烛光是相干光源．( × ) (3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使一束光变成两束完全相同的相干光．( √ ) (4)在波峰与波峰叠加处出现亮条纹，在波谷与波谷叠加处出现暗条纹．( × )
【典题例析】 (2018· 江苏六市高三调研)利用光的干涉，两台相距很远(几千千米)联合动作的射电望远镜观察固定的射电恒星，可以精确测定大陆板块漂移速度．模型可简化为如图所示的双缝干涉，射电恒星看成点光源 S，分布在地球上不同大陆的两个望远镜相当于两个狭缝 S1、S2，它们收到的光满足相干条件，汇集两望远镜信号的接收器相当于光屏．设某时刻光屏上 P 点到 S1、S2 的距离相等，S 到 S1、S2 的距离也相等，当 S2 向上远离 S1 时，下列说法中正确的有( )
前后表面反射的光 4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)__________
相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度
相同． ______
播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射． 2．光发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波
做一做抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化( )
A．这里应用的是光的衍射现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
提示：AD
光的干涉现象【知识提炼】 1．双缝干涉 (1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同． (2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗 l 条纹间距离与波长成正比，即Δ x＝dλ． (3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹．

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章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3

两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小(如图乙所示)。
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。 (3)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。
复习课件
高中物理第12章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第12章机械波第4节波的衍射和干涉课件新人教版
1
选修3
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
(2)振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止。
(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(AD )
解析：由图可看出孔的尺寸跟波长差不多，所以能明显观察到波的衍射现象，A、C对；如将孔扩大到跟波长相差很多，则观察不到明显的衍射现象，B 对；若增大波源频率，则波长减小，有可能观察不到明显的衍射现象，D错。
〔对点训练1〕下列现象或事实属于衍射现象的是( C ) A．风从窗户吹进来 B．雪堆积在背风的屋后 C．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响 D．晚上看到水中月亮的倒影解析：波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。C 与衍射现象相符。

浙江专用2018_2019学年高中物理第十二章机械波第4课时波的衍射和干涉课件新人教版选修3_42019012547

答案
ACD
4.如图6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(
)
图6 A.P点到两波源的距离差等于2λ B.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
[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2 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＋A2 C.两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播
【例2】两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图4所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实
线表示波峰，虚线表示波谷 ) ，在图中标有 A 、 B 、 C 三个点，则振动加强的点是
________，振动减弱的点是________。
因为两波源的振动情况完全相同。所以A、B点均为振动加强点，C点为振动减弱点。方法二由题图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点。
答案
A、B C
1.音箱装置布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音的失真。有的生产厂家就把布网安装上子母扣，这样听音乐时就可以将布网卸下来，从而获得真实的听觉效果，听同样的音乐时，不卸下布网跟卸下布网相比较，你认为声音