高中物理 12.4波的衍射和干涉学案 新人教版选修3-4VIP免费

第4节波的衍射和干涉新知预习（1）“闻其声而不见其人”是声波的___________现象.（2）光波的波长在___________的范围，跟一般障碍物的尺寸相比非常___________，所以通常的情况下看不到光的___________，就说光沿___________.（3）实验表明，当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__________，或者比波长更__________时，能观察到明显衍射现象.（4）衍射是___________特有的现象.典题·热题知识点一衍射现象例1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是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对C错.发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或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，所以选项B是正确的.声波的波长在1.7cm到17m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，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也是正确的.答案：ABD误区警示我们常见的衍射现象多数是横波，很多同学误认为纵波不能发生衍射.例2关于波的衍射现象下列说法正确的是()A.当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B.只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.以上说法均不正确解析：当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显；只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象.答案：B知识点二发生明显衍射现象的条件例3在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振动频率为5Hz，水波在水槽中传播速度为0.05m/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=0.01m.要发生明显衍射，应使d≤λ,所以d≤0.01m.答案：0.01方法归纳发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.知识点三衍射现象实验分析例4如图12-5-5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）之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()1图12-5-5A.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解析：从图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，A选项正确.由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据λ=测得波长λ没有变化，所以B选项是正确的.当孔扩大后，明显衍射的条件将被破坏，故C选项正确.如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的尺寸将比波长，失去发生明显的衍射现象的条件，因此D选项不正确.答案：ABC知识点四衍射现象与波动的综合例5甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？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？解析：本题主要考查了两个知识点：一是如何根据物理情景，求出描述波的物理量；二是发生明显衍射现象的条件.根据甲船和乙船的位置可判定出波长，根据每只船每分钟上下浮动的次数可知道波的频率.答案：由题意知：T=s=6s，设波长为λ，则24m=λ+,λ=16m，所以v==m/s=m/s.由于λ=16m大于竖立电线杆的直径，所以当此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象.巧解提示解此题应首先建立情景，大致画出两船之间的波形图，以便准确地确定波长；再根据波长和障碍物尺寸的关系确定是否会发生明显的衍射现象.自主广场我夯基我达标1.在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为使实验效果更明显，使用小孔直...