《浙江省高中物理 第十二章 機械波 第4課時 波的衍射和干涉課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《浙江省高中物理 第十二章 機械波 第4課時 波的衍射和干涉課件 新人教版選修34（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學第第4課時波的衍射和干涉課時波的衍射和干涉創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學研究選考研究選考把握考情把握考情知識內(nèi)容知識內(nèi)容波的衍射和干涉波的衍射和干涉考試要求考試要求加試加試b教學要求教學要求1.知道波的衍射現(xiàn)象和波產(chǎn)生明顯衍射的條件知道波的衍射現(xiàn)象和波產(chǎn)生明顯衍射的條件2.知道一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象知道一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象3.了解波的疊加原理了解波的疊加原理4.知道波的干涉現(xiàn)象和波發(fā)生干涉的條件知道波的干涉現(xiàn)象和波發(fā)生干涉的條件5.知道一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象知道一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象6.經(jīng)歷波的
2、衍射研究過程，體會波的傳播特征經(jīng)歷波的衍射研究過程，體會波的傳播特征7.經(jīng)歷波的干涉研究過程，體會波的傳播特征經(jīng)歷波的干涉研究過程，體會波的傳播特征8.理解干涉現(xiàn)象中振動加強與減弱的意義理解干涉現(xiàn)象中振動加強與減弱的意義說明說明不要求定量計算有關波的干涉問題不要求定量計算有關波的干涉問題 創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學知識點一波的衍射知識點一波的衍射基基 礎礎 梳梳 理理1.定義：波定義：波可以可以_繼續(xù)繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。2.發(fā)生明顯衍射的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟發(fā)生明顯衍射的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長波長_，或者，或者_。3.
3、_都都能發(fā)生衍射，衍射是能發(fā)生衍射，衍射是波波_的的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。繞過障礙物繞過障礙物相差不多相差不多比波長更小比波長更小一切波一切波特有特有創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學1.衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射。衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射。2.波的衍射總是存在的，只有波的衍射總是存在的，只有“明顯明顯”與與“不明顯不明顯”的差異，的差異，“障礙物或孔的尺寸障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多比波長小或跟波長差不多”只是發(fā)生明顯衍射的條件。只是發(fā)生明顯衍射的條件。3.波傳到小孔波傳到小孔(障礙物障礙物)時，小孔時，小孔(障礙物障礙物)仿佛一個新波源，由它發(fā)出與原來同頻率仿佛
4、一個新波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波在孔的波在孔(障礙物障礙物)后傳播，就偏離了直線方向。因此，波的直線傳播只是在衍射后傳播，就偏離了直線方向。因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似情況。不明顯時的近似情況。要要 點點 精精 講講創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學【例【例1】 如圖如圖1所示是利用發(fā)波水槽觀察到的水波衍射圖象，從圖象可知所示是利用發(fā)波水槽觀察到的水波衍射圖象，從圖象可知()A.B側波是衍射波側波是衍射波B.A側波速與側波速與B側波速相等側波速相等C.減小擋板間距離，衍射波的波長將減小減小擋板間距離，衍射波的波長將減小D.增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象將更明顯增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象
5、將更明顯解析解析小孔是衍射波的波源，小孔是衍射波的波源，A側是衍射波，側是衍射波，A錯誤；在同一種介質(zhì)中，波速相等，錯誤；在同一種介質(zhì)中，波速相等，故故B正確；根據(jù)波速、波長和頻率的關系式正確；根據(jù)波速、波長和頻率的關系式vf，由于波速和頻率不變，故波長，由于波速和頻率不變，故波長不變，故不變，故C錯誤；波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，與波的頻率和振幅沒有關系，在錯誤；波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，與波的頻率和振幅沒有關系，在波長無法改變的情況下可以減小擋板間距，故波長無法改變的情況下可以減小擋板間距，故D錯誤。錯誤。答案答案B圖圖1創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學知識點二波的疊加知識點二波的疊加1
6、.波的獨立傳播特性：幾列波相遇時各自波的獨立傳播特性：幾列波相遇時各自的的_、 _等等運動特征，不受其他運動特征，不受其他波的影響。波的影響。2.波的疊加原理：在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的波的疊加原理：在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點質(zhì)點_參與參與這幾列波引起的這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的的_ ?；?礎礎 梳梳 理理波長波長頻率頻率同時同時矢量和矢量和創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學即即 學學 即即 練練波源在繩的左端發(fā)出半個波波源在繩的左端發(fā)出半個波，頻率為，頻率為f1，振幅為，振幅為A1；同時另一波源在繩
7、右端發(fā)出半；同時另一波源在繩右端發(fā)出半個波個波，頻率為，頻率為f2(f2f1)，振幅為，振幅為A2，P為繩的中點，如圖為繩的中點，如圖2所示，下列說法正確的是所示，下列說法正確的是()圖圖2A.兩列波同時到達兩列波同時到達P點點B.兩列波相遇時兩列波相遇時P點波峰值可達到點波峰值可達到A1A2C.兩列波相遇再分開后，各自保持原波形傳播兩列波相遇再分開后，各自保持原波形傳播D.因頻率不同，這兩列波相遇不能疊加因頻率不同，這兩列波相遇不能疊加創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學解析解析因因P為繩的中點，故兩列波同時到達為繩的中點，故兩列波同時到達P點，點，A正確；因正確；因f2f1，故，故21，當，當
8、的波峰傳至的波峰傳至P點時，點時，的波峰已過了的波峰已過了P點，即兩波峰在點，即兩波峰在P點不會相遇，根據(jù)波的疊加點不會相遇，根據(jù)波的疊加原理，原理，P點的波峰值不會達到點的波峰值不會達到A1A2，選項，選項B錯誤，選項錯誤，選項C正確；因波的疊加沒有條正確；因波的疊加沒有條件，故選項件，故選項D錯誤。錯誤。答案答案AC創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學知識點三波的干涉知識點三波的干涉1.定義定義：_相同相同的兩列波疊加時，某些區(qū)域的的兩列波疊加時，某些區(qū)域的振幅振幅_ 、某些區(qū)域的某些區(qū)域的振幅振幅_ ，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣常常這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣常常叫做叫做_ 。2.
9、產(chǎn)生干涉的兩個必要條件是：兩列波產(chǎn)生干涉的兩個必要條件是：兩列波的的_必須必須相同和兩個波源相同和兩個波源的的_必須必須保持不變。保持不變。3.一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波所所_的的現(xiàn)象?，F(xiàn)象?；?礎礎 梳梳 理理頻率頻率加大加大減小減小干涉圖樣干涉圖樣頻率頻率相位差相位差特有特有創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學要要 點點 精精 講講1.波的疊加是無條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會疊加。波的疊加是無條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會疊加。2.穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生是有條件的，必須是兩列波的頻率相同、相位差恒定。穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生是有條件的，必須是兩列波的頻率
10、相同、相位差恒定。3.干涉圖樣及其特點干涉圖樣及其特點(1)干涉圖樣：如圖干涉圖樣：如圖3所示。所示。圖圖3創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學4.振動加強點和減弱點振動加強點和減弱點(1)加強點：振動的振幅等于兩列波振幅之和，加強點：振動的振幅等于兩列波振幅之和，AA1A2。(2)減弱點：振動的振幅等于兩列波振幅之差，減弱點：振動的振幅等于兩列波振幅之差，A|A1A2|。(2)特點特點加強區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。加強區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱(加強區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化加強區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化)。加強區(qū)與減弱區(qū)互相間隔。加強區(qū)與減弱
11、區(qū)互相間隔。創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學【例【例2】 兩個頻率、振動方向、初始相位均相同的波源兩個頻率、振動方向、初始相位均相同的波源S1、S2，產(chǎn)生的波在同一介質(zhì)，產(chǎn)生的波在同一介質(zhì)中傳播時，某時刻中傳播時，某時刻t形成如圖形成如圖4所示的干涉圖樣，圖樣中兩波源所示的干涉圖樣，圖樣中兩波源S1、S2同時為波谷同時為波谷(實實線表示波峰，虛線表示波谷線表示波峰，虛線表示波谷)，在圖中標有，在圖中標有A、B、C三個點，則振動加強的點是三個點，則振動加強的點是_，振動減弱的點是，振動減弱的點是_。圖圖4創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學解析解析方法一由題圖中可以知
12、道，方法一由題圖中可以知道，A點距波源點距波源S1、S2的距離均為的距離均為1.5，即即x11.5，x21.5，故故A到到S1、S2的距離差的距離差xx1x20；B點距點距S1距離為距離為x1，距距S2距離為距離為x22，故故B到到S1、S2的距離差的距離差x；C點距點距S1的距離為的距離為x12，距距S2的距離為的距離為x21.5，故故C到兩波源到兩波源S1、S2的距離差為的距離差為xx1x20.5。創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學因為兩波源的振動情況完全相同。因為兩波源的振動情況完全相同。所以所以A、B點均為振動加強點，點均為振動加強點，C點為振動減弱點。點為振動減弱點。方法二由題圖可知方
13、法二由題圖可知A點為波峰與波峰相遇，是振動加強點；點為波峰與波峰相遇，是振動加強點；B點是波谷與波谷相點是波谷與波谷相遇，是振動加強點；遇，是振動加強點；C點是波峰與波谷相遇，是振動減弱點。點是波峰與波谷相遇，是振動減弱點。答案答案A、B C 創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學1.音箱裝置布網(wǎng)既美觀又能阻止灰塵進入音箱內(nèi)部，但是它又有不利的一面，對于音音箱裝置布網(wǎng)既美觀又能阻止灰塵進入音箱內(nèi)部，但是它又有不利的一面，對于音箱發(fā)出的聲音來說，布網(wǎng)就成了障礙物，它阻礙了聲音的傳播，造成了聲音的失真。箱發(fā)出的聲音來說，布網(wǎng)就成了障礙物，它阻礙了聲音的傳播，造成了聲音的失真。有的生產(chǎn)廠家就把布網(wǎng)安裝上子
14、母扣，這樣聽音樂時就可以將布網(wǎng)卸下來，從而獲有的生產(chǎn)廠家就把布網(wǎng)安裝上子母扣，這樣聽音樂時就可以將布網(wǎng)卸下來，從而獲得真實的聽覺效果，聽同樣的音樂時，不卸下布網(wǎng)跟卸下布網(wǎng)相比較，你認為聲音得真實的聽覺效果，聽同樣的音樂時，不卸下布網(wǎng)跟卸下布網(wǎng)相比較，你認為聲音損失掉的主要是損失掉的主要是()A.高頻成分高頻成分 B. .低頻成分低頻成分C.中頻成分中頻成分 D. .不能確定不能確定創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學解析解析當聲音從音箱發(fā)出遇到布網(wǎng)這一障礙物時，若聲波的波長比布網(wǎng)的直徑大當聲音從音箱發(fā)出遇到布網(wǎng)這一障礙物時，若聲波的波長比布網(wǎng)的直徑大或者和它差不多時，就可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這樣
15、布網(wǎng)就不能阻擋這部分聲或者和它差不多時，就可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這樣布網(wǎng)就不能阻擋這部分聲波，布網(wǎng)可以阻擋波長比它的直徑小得多的聲波，即聲音的高頻成分，所以選項波，布網(wǎng)可以阻擋波長比它的直徑小得多的聲波，即聲音的高頻成分，所以選項A正確。正確。答案答案A創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學2.如圖如圖5示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長均相等示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長均相等 ，當它們相遇時可能，當它們相遇時可能出現(xiàn)的波形是下圖中的出現(xiàn)的波形是下圖中的()圖圖5創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學解析解析當兩列波的前半個波當兩列波的前半個波(或后半個波或后半個波)相遇時，根據(jù)波
16、的疊加原理，在前半個波相遇時，根據(jù)波的疊加原理，在前半個波(或后半個波或后半個波)重疊的區(qū)域內(nèi)所有的質(zhì)點振動的合位移為零，而兩列波的后半個波重疊的區(qū)域內(nèi)所有的質(zhì)點振動的合位移為零，而兩列波的后半個波(或前半個波或前半個波)的波形保持不變，所以選項的波形保持不變，所以選項B正確；當兩列波完全相遇時正確；當兩列波完全相遇時(即重疊在一即重疊在一起起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點振動的位移均等于每列波單獨傳播時引起的，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點振動的位移均等于每列波單獨傳播時引起的位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點振動的位移加倍，所以選項位移的矢量和，使得所有的質(zhì)點振動的位移加倍，所以選項C是正確。是
17、正確。答案答案BC創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學3.水槽中步調(diào)相反的波源水槽中步調(diào)相反的波源S1、S2發(fā)出兩列波長相等的水波，設某一時刻發(fā)出兩列波長相等的水波，設某一時刻P點恰好是兩波點恰好是兩波谷相遇，則谷相遇，則()A.這兩列波能發(fā)生這兩列波能發(fā)生干涉干涉B.P點始終在波谷點始終在波谷C.P是振動加強是振動加強點點D.P的位移有時可為零的位移有時可為零答案答案ACD創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學4.如圖如圖6所示，所示，S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為為兩個振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為，它們在介，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2
18、在空間共形成在空間共形成6個振動減弱的區(qū)域個振動減弱的區(qū)域(圖中虛線處圖中虛線處)，P是振動是振動減弱區(qū)域中的一點，從圖中可看出減弱區(qū)域中的一點，從圖中可看出()圖圖6A.P點到兩波源的距離差等于點到兩波源的距離差等于2B.P點始終不振動點始終不振動創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學C.P點此時刻振動最弱，過半個周期后，振動變?yōu)樽顝婞c此時刻振動最弱，過半個周期后，振動變?yōu)樽顝奃.當一列波的波峰傳到當一列波的波峰傳到P點時，另一列波的波谷也一定傳到點時，另一列波的波谷也一定傳到P點點解析解析振動減弱點到兩波源距離差等于半波長的奇數(shù)倍，振動減弱點到兩波源距離差等于半波長的奇數(shù)倍，A錯誤；兩波源振動情況相錯誤；兩波源振動情況相同，故同，故P點振幅為零，點振幅為零，B正確，正確，C錯誤；在錯誤；在P點合位移為零，故其中一列波的波峰傳播點合位移為零，故其中一列波的波峰傳播到到P點時，另一列波的波谷也傳播到點時，另一列波的波谷也傳播到P點，點，D正確。正確。答案答案 BD
浙江省高中物理 第十二章 機械波 第4課時 波的衍射和干涉課件 新人教版選修34
