高中物理 第2章 机械波 第4节 波的干涉与衍射教师用书 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理教案VIP免费

第四节波的干涉与衍射1．(3分)将一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈向外传播的波纹，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原位置上下振动D．沿着波纹做圆周运动【解析】波在传播过程中，只传播振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故选C.错选B的原因主要是对波的传播特点不能很好地理解．【答案】C2．(3分)如下图2－4－1所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()图2－4－1A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.5v2C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.5f2，v1＝v2【解析】因为机械波的波速由介质决定，频率由振源决定，所以f1＝f2；由图可知：λ1＝3λ2＝L，则λ1＝2λ2，由v＝λf知．v1＝2v2，故选C.【答案】C3．(4分)如图2－4－2所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播．图2－4－2(1)该时刻A质点运动的方向是向________，C点的运动方向是向________，D点的运动方向是向________．(2)再经过，质点A通过的路程是________cm，质点C的位移是________．【解析】(1)由于波沿x轴正方向传播，所以A点在“下坡区”，向上运动；C点、D点均在“上坡区”，C、D两点都向下运动．(2)再经过，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为4cm，C点也回到平衡位置，其位移为0.【答案】(1)上下下(2)40课标1．知道波具有独立传播的特性和两波叠加的位移规律．导思2．知道波的干涉现象及产生稳定干涉现象的条件．3．知道波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件．4．会用波的干涉、衍射现象解释相关问题.学生P26一、波的干涉1．波的叠加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．干涉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，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫波的干涉，所形成的图样叫做干涉图样．3．一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象．4．干涉条件频率相同是两列波发生干涉的必要条件．二、波的衍射现象1．定义波绕过障碍物继续前行的现象叫做波的衍射．【特别提醒】1衍射是波特有的现象.2一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而已.3波的直线传播只是在衍射不明显时的近似现象.2．产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．学生P26一、波的独立性、叠加原理1．如图2－4－3为两列相向传播的波从叠加到分开的示意图，从图中可知：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2－4－32．由于叠加区域的总位移是各波单独传播时引起位移的矢量和，所以在叠加区域质点的总位移可能增大，也可能减小.2－4－3丙是波峰与波峰的叠加，使总位移增大，振幅增大，振动加强．(波谷与波谷相遇也使振动加强)3．当波峰与波谷相遇叠加时，质点同时参与一个向上和向下的振动，这样总位移比两列波单独传播时位移大的那列波的位移小，振幅减小，因而使振动减弱，如图2－4－4所示．图2－4－4二、波的干涉1．实验探究探究一探究二实验原理金属丝固定在振动片上，振动片振动时，金属丝周期性地振动水面，形成波源器材水波槽、金属丝、振动片、电源等操作将两金属丝固定在不同的振片上，在水槽中产生两列频率不同的水波将两金属丝固定在相同的振片上，在水槽中产生两列频率相同的水波现象相同两列水波相遇后，彼此穿过，互不干扰，各自继续传播不同无干涉现象水面上出现了一条条从两波源中间伸展出来的相对平静的区域和剧烈振动的区域2.对干涉现象的解释设两列频率和步调都相同的波源单独引起的振幅分别为A1和A2，则①加强区：两列波在该区域引起的振动方向相同，所以质点的振幅为A1＋A2，振动最强烈．②减弱区...