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本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,4,波衍射和干涉,第十二章,机械波,第1页,知识内容,波衍射和干涉,考试要求,b,课时要求,1.知道波衍射现象和波产生显著衍射现象条件，知道衍射是波特有现象，知道一切波都能发生衍射；经历波衍射研究过程，体会波传输特征.,2.了解波叠加原理，知道波干涉现象和波发生干涉条件，知道一切波都能发生干涉，干涉是波特有现象；经历波干涉研究过程.,3.了解干涉现象中振动加强与减弱意义.,第2页,内容索引,知识探究,新知探究 点点落空,题型探究,重点难点 各个击破,达标检测,检测评价 达标过关,第3页,知识探究,第4页,如图,1,所表示是一个可观察水波衍射水波发生槽，振源频率是能够调整，槽中放置两块可移动挡板形成宽度可调整小孔，观察水波传输，也能够在水槽中放置宽度不一样挡板，观察水波传输,.,思索以下问题：,一、波衍射,导学探究,图,1,(1),水波碰到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到现象有什么改变？,答案,水波碰到小孔时，水波能穿过小孔，并能抵达挡板后面,“,阴影区,”,，小孔尺寸减小时，水波抵达,“,阴影区,”,现象愈加显著,.,答案,第5页,(2),当水波碰到较大障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？,答案,当水波碰到较大障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传输,.,答案,第6页,对波衍射现象了解,(1),定义：波能够绕过,继续传输现象,.,(2),发生显著衍射现象条件：只有缝、孔宽度或障碍物尺寸跟波长,，或者比波长更小时，才能观察到显著衍射现象,.,(3),波衍射现象普遍性：一切波都能发生,现象，,现象是波特有现象,.,知识梳理,障碍物,相差不多,衍射,衍射,第7页,(1),两个同学分别抓住绳子两端，各自抖动一下，绳上产生两列凸起且相向传输波，两列波相遇后是否还保持原来运动状态继续传输？,二、波叠加,答案,两列波相遇后依然保持原来各自运动状态继续传输，并没有受到另一列波影响,.,答案,导学探究,第8页,(2),当教室内乐队合奏时，我们听到某种乐器声音与这种乐器独奏时发出声音是否相同？是否受到了其它乐器影响？,答案,相同，没有受到其它乐器影响,.,答案,第9页,对波叠加了解,(1),波独立传输特征：几列波相遇时各自,、,等运动特征，不受其它波影响,.,(2),波叠加原理：在几列波重合区域里，介质质点,参加这几列波引发振动，质点位移等于这几列波单独传输时引发位移,.,知识梳理,波长,频率,同时,矢量和,第10页,答案,在水面上出现一条条从两个波源中间伸展开相对平静区域和猛烈振动区域,.,改变其中一个小球振动快慢，这种现象将消失,.,如图,2,所表示，与振动发生器相连两个小球，在振动发生器带动下上下振动，形成两个振动频率和振动步调完全相同波源，在水面上形成两列步调、频率相同波，两列波在水面上相遇时，能观察到什么现象？假如改变其中一个小球振动快慢，还会形成这种现象吗？,三、波干涉,答案,导学探究,图,2,第11页,对波干涉了解,1.,波干涉：,两列波叠加时，一些区域,，一些区域,，这种现象叫做波干涉,.,2.,产生稳定干涉两列波频率一定相同,.,3.,加强点,(,区,),和减弱点,(,区,),：,(1),加强点：质点振动振幅等于两列波振幅之和，,A,.,(2),减弱点：质点振动振幅等于两列波振幅之差，,A,，若两列波振幅相同，质点振动合振幅就等于零,.,知识梳理,频率相同,振幅加大,振幅减小,A,1,A,2,|,A,1,A,2,|,第12页,4.,干涉图样及其特征：,(1),干涉图样：如图,3,所表示,.,图,3,(2),特征,加强区一直加强，减弱区一直减弱,(,加强区与减弱区不随时间改变,).,振动加强点和振动减弱点一直在,以振源频率振动，其振幅不变,(,若是振动减弱点，振幅小,),，但其位移随时间发生改变,.(,处于振动减弱点且两列波合振幅为零情况除外,),加强区与减弱区相互间隔且位置固定不变,.,第13页,1.,判断以下说法正误,.,(1),只有当障碍物尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象,.,(,),(2),敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波干涉现象,.(,),(3),只有频率相同两列波才能够叠加,.(,),(4),在振动减弱区域，各质点都处于波谷,.(,),即学即用,答案,第14页,2.,两个频率、振动方向、初始相位均相同波源,S,1,、,S,2,，产生波在同一介质中传输时，某时刻,t,形成如图,4,所表示干涉图样，图样中两波源,S,1,、,S,2,同时为波谷,(,实线表示波峰，虚线表示波谷,),，在图中标有,A,、,B,、,C,三个点，则振动加强点是,_,，振动减弱点是,_.,答案,图,4,A,、,B,C,解析,解析,由题图可知,A,点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；,B,点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；,C,点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点,.,第15页,题型探究,第16页,一、波衍射,1.,关于衍射条件：应该说衍射是没有条件，衍射是波特有现象，一切波都能够发生衍射,.,衍射只有,“,显著,”,与,“,不显著,”,之分，障碍物或小孔尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生显著衍射条件,.,2.,波衍射实质分析：波传到小孔,(,障碍物,),时，小孔,(,障碍物,),好像是一个新波源，由它发出与原来同频率波在小孔,(,障碍物,),后传输，就偏离了直线方向,.,波直线传输只是在衍射现象不显著时近似情况,.,第17页,A.,此时能观察到波显著衍射现象,B.,挡板前后波纹间距离相等,C.,假如将孔,AB,扩大，有可能观察不到显著衍射现象,D.,假如孔大小不变，使波源频率增大，能观察到更显著衍射现象,例,1,如图,5,所表示是观察水面波衍射试验装置,.,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传输情况，每两条相邻波纹,(,图中曲线,),之间距离表示一个波长，则关于波经过孔之后传输情况，以下描述中正确是,答案,解析,图,5,第18页,解析,观察题图可知孔尺寸与波长差不多，能观察到波显著衍射现象，故选项,A,对；,因波传输速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距应相等，故选项,B,对；,若将孔,AB,扩大，且孔尺寸远大于波长，则可能观察不到显著衍射现象，故选项,C,对；,若,f,增大，由,，知,变小，衍射现象变得不显著了，故选项,D,错,.,第19页,针对训练,(,苍南高二检测,),在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝宽度为,0.5 cm.,所用水波波长为,5 cm,，则以下选项中衍射图样正确是,答案,解析,解析,窄缝宽度,0.5 cm,显著小于水波波长,5 cm,，符合发生显著衍射现象条件，且水波是以水中,“,某点,”,为中心弧线，,C,正确,.,第20页,二、波叠加,两列波相互叠加规律：两列波相互叠加时，叠加区质点位移等于两列波分别引发位移矢量和，而不是位移大小代数和,.,第21页,例,2,(,浙江,4,月选考,16),两列频率相同、振幅均为,A,简谐横波,P,、,Q,分别沿,x,和,x,轴方向在同一介质中传输，两列波振动方向均沿,y,轴,.,某时刻两波波面如图,6,所表示，实线表示,P,波波峰、,Q,波波谷；虚线表示,P,波波谷、,Q,波波峰,.,a,、,b,、,c,为三个等距质点，,d,为,b,、,c,中间质点,.,以下判断正确是,图,6,A.,质点,a,振幅为,2,A,B.,质点,b,一直静止不动,C.,图示时刻质点,c,位移为,0,D.,图示时刻质点,d,振动方向沿,y,轴,答案,解析,第22页,解析,由题可得两列波频率、波长相等，实线表示,P,波波峰、,Q,波波谷；虚线表示,P,波波谷、,Q,波波峰，故,a,、,c,两点为减弱点，,b,为加强点,.,因为振幅均为,A,，所以,a,、,c,两点一直静止不动，故,A,、,B,错误，,C,正确；,此时,d,点处,P,波向下运动，,Q,波向下运动，所以质点,d,沿,y,轴方向振动，,D,正确,.,第23页,三、波干涉,振动加强点和振动减弱点判断方法,(1),振动加强点和振动减弱点了解：不能认为振动加强点位移一直最大，振动减弱点位移一直最小，而应该是振幅增大点为振动加强点，其实这些点也在振动，位移能够为零；振幅减小点为振动减弱点,.,(2),条件判断法：振动频率相同、振动情况相同两列波叠加时，某点到两列波旅程差为,x,|,x,2,x,1,|,k,(,k,0,1,，,2,，,),时为振动加强点；当,x,(2,k,1)(,k,0,1,2,，,),时为振动减弱点,.,若两波源振动步调相反，则上述结论相反,.,第24页,例,3,如图,7,所表示为两个相干波源,S,1,、,S,2,产生波在同一个均匀介质中相遇时产生干涉图样,.,图中实线表示某时刻波峰，虚线表示波谷，,b,、,d,、,f,共线，以下说法正确是,A.,a,、,c,两点振动加强，,b,、,d,两点振动,减弱,B.,e,、,f,两点振动介于加强点和减弱点之间,C.,经适当时间后，加强点和减弱点位置交换,D.,经半个周期后，原来位于波峰点将位于波谷，原来位于波谷点将位,于波峰,图,7,答案,解析,第25页,解析,a,点是波谷和波谷相遇点，,c,点是波峰和波峰相遇点，都是振动加强点；而,b,、,d,两点是波峰和波谷相遇点，都是振动减弱点，选项,A,正确,.,e,点位于加强点连线上，仍为加强点，,f,点位于减弱点连线上，仍为减弱点，选项,B,错误,.,相干波源叠加产生干涉是稳定，不会随时间改变，选项,C,错误,.,因形成干涉图样质点都在不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，选项,D,正确,.,第26页,振动加强点和振动减弱点了解：不能认为振动加强点位移一直最大，振动减弱点位移一直最小，而应该是振幅增大点为振动加强点，其实这些点也在振动，位移能够为零；振幅减小点为振动减弱点,.,总结提升,第27页,A.,a,、,d,处质点振动加强，,b,、,c,处质点振动减弱,B.,从图示时刻经过半个周期，,e,处质点经过旅程,为,4,A,C.,从图示时刻经过半个周期，,g,处质点加速向平衡,位置运动,D.,从图示时刻经过四分之一周期，,d,处质点振幅恰好为零,例,4,(,浙江,11,月选考,16),有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为,A,、传输方向相互垂直平面波相遇发生干涉,.,如图,8,所表示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，,a,为波谷与波谷相遇点，,b,、,c,为波峰与波谷相遇点，,d,为波峰与波峰相遇点，,e,、,g,是,a,、,d,连线上两点，其中,e,为连线中点，则,答案,解析,图,8,第28页,解析,由题意可知两列波满足发生干涉条件，,a,、,d,两点分别为波谷与波谷叠加和波峰与波峰叠加，属于振动加强点，而,b,、,c,两点为波峰与波谷叠加，属于振动减弱点，选项,A,正确；,由题图可知，,e,、,g,均为振动加强点，题图图示时刻，,e,点处于平衡位置，经过半个周期后，,e,处质点经过旅程为,4,A,，故,B,正确；,图示时刻,g,处质点加速向平衡位置振动，半个周期后加速向平衡位置运动，所以,C,正确；,质点振动振幅为偏离平衡位置最大距离，是一定值，不会发生改变，所以,d,处质点振幅为,2,A,，选项,D,错误,.,第29页,达标检测,第30页,1,2,3,1.,(,波衍射,),一列波在传输过程中经过一个障碍物，发生了一定程度衍射，以下哪种情况一定能使衍射现象更显著,A.,增大障碍物尺寸，同时增大波频率,B.,增大障碍物尺寸，同时减小波频率,C.,缩小障碍物尺寸，同时增大波频率,D.,缩小障碍物尺寸，同时减小波频率,答案,第31页,答案,2.,(,波叠加,),两列波在某区域相遇，以下说法中正确是,A.,两列波相遇时能够保持各自状态互不干扰,B.,因为这两列波相遇时叠加，当它们分开时波频率、振幅都会发生改变,C.,这两列波叠加以后一定会产生干涉图样,D.,两列波重合区域里，任何一点总位移都等于两列波分别引发位移,矢量和,1,2,3,第32页,3.,(,波干涉,),(,余姚中学高二第二学期期中,),如图,9,所表示，,S,1,、,S,2,是两个相干波源，它们振动一直同时且振幅相同,.,实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出波峰和波谷在空间中位置,.,则关于图中,a,、,b,、,c,、,d,四质点振动情况，以下说法中正确是,A.,a,质点振动减弱,B.,b,质点振动加强，一直处于波峰,C.,c,质点振动加强，一直处于波谷,D.,d,质点振动减弱,答案,图,9,1,2,3,第33页,
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