2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波3.4波的干涉(4)课件

波的干涉1.波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的________.2．实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________,或者比波长________时,才能观察到明显的衍射现象.3．一切波________发生衍射.衍射是波________的现象.4．事实表明,几列波相遇时能够保持________运动状态,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点________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________.5．频率____________两列波叠加时,使某些区域的振幅________、某些区域的振幅________,这种现象叫做波的干涉,形成的图样常常叫做________.6．产生干涉的必要条件是,两列波的________必须相同.跟________一样,干涉也是波所________的现象.答案：1．衍射2．相差不多　更小3．都能　特有4．各自的　同时　矢量和5．相同的　加大　减小　干涉图样6．频率　衍射　特有知识点1波的衍射(1)定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象.如图12－4－1所示.注意：①衍射是波特有的现象.②一切波都能发生衍射现象.(2)产生明显衍射现象的条件只有缝、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.例如：声波的波长一般比院墙大,“隔墙有耳”就是声波衍射的例证.注意：一切波都能发生衍射,而要发生明显的衍射现象须满足上述条件,当不满足上述条件时,衍射现象仍存在,只不过是衍射现象不明显,不易被我们观察到.波的直线传播就是衍射不明显时的近似.【例1】如图12－4－2所示是观察水面波衍射现象的实验装置,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)之间的距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是()A．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,能更明显的观察到衍射现象【答案】A、B、C【解析】根据能有明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多.从图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能明显地观察到波的衍射现象,A正确；因为穿过挡板小孔后的波速不变,频率相同,所以波长也相同,B正确；若将孔AB扩大,将可能不满足明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,C正确；若将波源频率增大,由于波速不变,所以波长变小,将可能不满足明显衍射现象的条件,也有可能观察不到明显的衍射现象,D错误.【思维点悟】本题考查的是一个演示实验.要求对波发生明显衍射现象的条件,以及波长、频率、波速之间的关系有正确的认识.因此对重要的演示实验的实验原理和实验方法,都必须有深入的理解.在观察水波衍射现象的实验中,若打击水面的振子振动频率增大,观察到的衍射现象有什么变化？(提示：λ＝v/f,f增大,λ减小,则衍射现象变得不明显)对应练习射实验俯视图1．把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了如图12－4－3所示的图样,位置P处的水没有振动起来,现要使挡板左边的振动传到P处,在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下,可以采用哪些办法？解析：波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多,或者比波长更小,所以要使P点振动起来,有两种方法：一是减小孔的尺寸；二是增大波的波长.N板向上移,可以减小孔的尺寸,由v＝λf可知,水波的波速一定,减小波源的频率可以增大水波的波长.答案：N板上移,或减小波源振动的频率(1)原理：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.知识点2波的叠加(2)理解：①位移是两列波分别产生的位移的矢量和当两个波源产生的两列波在同一介质中传播时,介质中的每个质点都要同时参与两个分运动,在任一时刻,第一列波使某个质点a振动所产生的位移是x1,第二列波同时使质点a振动所产生的位移是x2,则质点a的位移就是这两列波分别产生的位移的矢量和.②各列波独立传播几列波在同一介质中传播,在介质中某一点(或某一区域)相遇时,每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播,彼此之间互不影响,好像没有遇到的另一列波一样,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波所产生的振动,每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动.质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.注意：叠加原理适用于一切波.【例2】如图12－4－4所示,两列相同的波沿一直线相向传播,当它们相遇时,如图所示的波形中可能的是()【答案】B、C【解析】当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时,根据波的叠加原理,在前半个波(或后半个波)重叠的区域内所有质点此刻的振动合位移为零,而两列波的后半个波(或前半个波)的波形保持不变,所以选项B正确；当两列波完全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有的质点振动的位移加倍,所以选项C也是正确的.【思维点悟】在两列波叠加时,质点的位移是每列波单独传播时引起的位移的矢量和.本题考查对波的叠加原理的理解.对应练习2．如图12－4－5所示,波源S1在绳的左端发出频率为f1,振幅为A1的半个波形a,同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2,振幅为A2的半个波形b,且f1