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高中物理:2.4波的干涉衍射 学案粤教版选修3-4VIP免费

高中物理:2.4波的干涉衍射 学案粤教版选修3-4_第1页
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高中物理:2.4波的干涉衍射 学案粤教版选修3-4_第2页
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波的干涉衍射学案例1在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为[]A.10cm.B.5cm.C.d>1cm.D.d<1cm.分析在水槽中激发的水波波长为要求在小孔后产生显著的衍射现象,应取小孔的尺寸小于波长.答D.讨论波传到小孔时,小孔仿佛一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播,于是,就出现了偏离直线传播方向的衍射现象.例2图5-60中S1、S2是两个相干波源,由它们发出的波相互叠加,实线表示波峰,虚线表示波谷.则对a、b、c三点振动情况的下列判断中,正确的是[]A.b处振动永远互相减弱.B.a处永远是波峰与波峰相遇.C.b处在这时刻是波谷与波谷相遇.D.c处的振动永远互相减弱.分析b处此刻是波谷和波谷相遇,位移为负的最大值,振动也是加强.A错,C正确.a处此刻是波峰与波峰相遇,过半周期后变成波谷与波谷相遇,始终是振动加强的点,并非永远是波峰与波峰相遇的点.B错.c处此刻是峰、谷相遇,过半周期后仍是峰、谷相遇,它的振动永远互相减弱.D正确.答C、D.说明两相干波的叠加区域,凡波峰与波峰相遇的点或波谷与波谷相遇的点,都是振动加强的点;凡峰、谷相遇的点,都是振动减弱的点.讨论1.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、相差恒定,在同一平面内振动.由于书中不讲相和相差,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.显然,若两波的频率(或波长)不同,在某一时刻峰、峰(或谷、谷)相遇振动加强的点,在另一时刻,不会始终加强,也就不会出现稳定的干涉图样,只是一般的波的叠加现象.所以,对干涉的产生必须注意其条件.2.在两相干波的重叠区域,振动加强或振动减弱的点的位置决定于例3当两列水波发生干涉时,如果两列波的波谷在P点相遇,下列说法正确的是()A.质点P的振动始是减弱的B.质点P的振幅最大C.质点P的位移始终最小用心爱心专心D.质点P的位移有时为零分析与解两列波的波谷在P点相遇,振动方向相同,振动应加强,故B、D正确.点评:波发生干涉时,振动加强的区域或振动减弱的区域,始终是振动加强或振动减弱例4.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位移大解析:根据波的叠加和干涉的概念可知,只要两列波相遇就会叠加,但如果两列波的频率不同,在叠加区域就没有稳定的干涉图样,选项A错。发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点,选项B错。因为某质点振动加强仅是振幅加大,但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻,所以选项C正确,选项D错误。正确答案为C。例5.两个振动情况完全相同的波源S1、S2产生的波叠加,某时刻形成的干涉图样如图所示,实线表示波峰、虚线表示波谷。在a、b、c三个点里,振动加强的点是_____________,振动减弱的点是_____________。从该时刻起,经过1/4周期,它们中振动减弱的点是_____________,振动加强的点是_____________。解析:b点是波峰与波峰相遇的点,振动加强;a点和c点是波峰与波谷相遇的点,振动减弱。再经过1/4周期,b点为平衡位置相遇的点,但两列波引起的振动方向相同,故振动仍为加强。此时位移为零,但振幅增大;a、c点也为平衡位置相遇点,其振动位移为零,但两列波引起的振动方向相反,故振动减弱。即:产生干涉时,加强点振动总加强,减弱点振动总减弱。例6.如图所示,在广场的中心O和半径为45m的圆周上A点,各放置一个完全相同的声源,两声源同时发出频率、振幅都相同的声波,已知频率为34Hz,波速为340m/s,有一人从圆周上B点(A、O、B在一直线上)出发,逆时针沿圆弧走到A点,他从出发点到达A点前共有几次听不到声音?听不到声音的位置离A点多远?解析:20m,30m,40m,50m,60m,70m,80m,90m(即B点),共九次。用心爱心专心

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