【优化指导】2016-2017学年高中物理第12章机械波4波的衍射和干涉新人教版选修3-4总结.ppt

* 4　波的衍射和干涉 填一填 练一练 1.波的衍射(见课本第32页) (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。 (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。 填一填 练一练 2.波的干涉(见课本第34页) (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。 ⅰ.两列波的频率必须相同。 ⅱ.两个波源的相位差必须保持不变。 (3)干涉的普遍性:一切波都能够发生干涉,干涉是波特有 的现象。 填一填 练一练 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:由波的干涉和衍射概念知图甲是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图乙是两列波的传播,显示了波的干涉现象,选项D正确。 答案:D 探究一 探究二 探究一对波的衍射现象的理解? 问题导引 在浙江歌舞剧院建院50周年的纪念活动中,评委隔着布幔或箱子做成的隔断倾听选手们的演奏。评委为什么可以隔着隔断听到优美的乐声呢? 探究一 探究二 探究一 探究二 名师精讲 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。 探究一 探究二 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。 4.衍射现象与观察的矛盾 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。 探究一 探究二 典例剖析 【例题1】 观察水面波衍射的实验装置如图所示,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)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是(　　) A.此时能明显观察到波的衍射现象 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,能更明显地观察到衍射现象 探究一 探究二 解析:根据能发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,选项A正确;因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相同,所以波长也相同,选项B正确;若将孔AB扩大,将可能不满足发生明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,选项C正确;若将波源频率增大,由于波速不变,所以波长 变小,将可能不满足发生明显衍射现象的条件,也有可能观察不到明显的衍射现象,选项D错误。 答案:ABC 探究一 探究二 变式训练1? 如图所示,正中O是水面上一波源,实、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.阴影Ⅲ以外区域 探究一 探究二 解析:由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的尺寸比波长大得多,而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知,该波在挡板A处的衍射现象很不明显,即可认为波沿直线传播,故Ⅰ区内水面无波形,故选项A、C、D不正确;该波的波长与小孔B差不多,能够发生明显的衍射,故在阴影区Ⅱ、Ⅲ之内明显存在衍射波的波形,故选项B正确。 答案:B 探究一 探究二 探究二对波的叠加、波的干涉现象的理解? 问题导引 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? 探究一 探究二 名师精讲 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.关于干涉的条件:波的叠加是无条件的,