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第十二章第4节新知预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升要点一要点二返回返回返回1．知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件，知道衍射是波特有的现象。2．知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象和干涉图样，知道干涉现象也是波所特有的现象。3．了解波的衍射和干涉在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。返回[读教材·填要点]1．波的衍射(1)定义：波可以绕过继续传播的现象。(2)实验及现象：①实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个。②现象：障碍物狭缝返回a．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿传播一样，挡板后面产生“”。b．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波挡板后面继续传播。(3)发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，或者比波长时，才能观察到明显的衍射象。[关键一点]波发生衍射是无条件的，而发生明显的衍射现象是有条件的。直线阴影区绕到相差不多更小返回2．波的叠加(1)波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的，继续传播。(2)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。运动特征矢量和返回3．波的干涉(1)实验及现象：①实验：波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆地触动水面，形成两个波源，这两个波源发出的是频率相同、相位相同、也相同的两列波。②现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条的区域和的区域，这两种区域在水面上的位置是稳定不变的。周期性振动方向相对平静激烈振动返回(2)现象解释：①加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的。②减弱点：在某些点两列波引起的振动始终削弱，质点振动的振幅等于两列波的，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于，水面保持平静。振幅之和振幅之差零返回(3)干涉定义：相同的两列波叠加，使某些区域的振幅、某些区域的振幅的现象。(4)干涉图样：波的干涉中所形成的图样。(5)干涉条件：两波的相同，两波源的相位差必须。(6)一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。[关键一点]在波的干涉现象中，波的加强点的振幅大，但位移并不一定大。频率加大减小频率保持不变返回[试身手·夯基础]1．下列现象属于波的衍射现象的是()A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B．“空山不见人，但闻人语响”C．“余音绕梁，三日而不绝”D．夏日的雷声有时轰鸣不绝解析：选项A、D所述的现象均为声音的反射现象，所以A、D错误；选项C所述的现象为波的反射，而不是波的衍射。答案：B返回2．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为()A．10cmB．5mC．d＞1cmD．d＜1cm解析：本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔的直径d与水波波长λ的关系即可。当d＜λ时肯定发生明显的衍射。由题知水波的波长λ＝vf＝0.055m＝0.01m＝1cm，即孔的直径d应与1cm相当或比它还小。答案：D返回3．利用发波水槽得到的水面波形如图12－4－1所示，则()图12－4－1返回A．图a、b均显示了波的干涉现象B．图a、b均显示了波的衍射现象C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象解析：图a中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的衍射；图b中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象，故D项正确。答案：D返回4．如图12－4－2所示，波长相同的水波通过宽度不同的孔，在图甲中发生了明显的________现象，这是因为________的缘故；在图乙中，孔后面的水波在连接波源和孔边的两条直线所限制的区域里传播，这是因为________________的缘故。答案：衍射孔的尺寸与波长差不多或比波长小孔的尺寸比波长大得多图12－4－2返回返回(1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。凡能发生衍射现象的就是波。(2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异。波长较长的波容易发生明显的衍射现象。(3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。返回1．如图12－4－3是观察水面波衍射的实验装置，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)之间距离表示一个波长。则波经过孔之后的传播情况，下列的描述中正确的是()图12－4－3返回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．如果将孔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，能更明显地观察到衍现象[审题指导]解答本题时应注意以下两个方面：(1)发生明显衍射的条件；(2)由图分析孔的大小和波长的关系。返回[解析]从题图中看出，水波波长跟小孔尺寸相差不大，此时能明显观察到波的衍射现象，如果孔AB扩大到比波长大得多，就不能产生明显的衍射现象，所以A、C均正确。波绕过障碍物后发生衍射现象时，波的特征并未发生改变，即波的波长、频率和波速不改变，故B选项正确。当波的频率增大，波速不变时，波长λ＝v/f变小，衍射现象就越不明显，故D选项错误。[答案]ABC返回(1)障碍物的尺寸的大小与波长大小的关系不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象。(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射。返回(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象。返回(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的，明显的干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大。振幅越是接近，干涉图样越明显。(4)振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可为0)，但其位移随时间发生变化。返回(5)干涉图样及其特征：①干涉的示意图如图12－4－4所示。图12－4－4返回②特征：a．加强区和减弱区的位置固定不变。b．加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。c．加强区与减弱区互相间隔。返回[名师点睛](1)振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移也为零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。(2)振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止。返回2．如图12－4－5表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是()图12－4－5返回A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰返回[审题指导](1)波的干涉中波峰与波峰相遇的点为加强点，波峰与波谷相遇的点为减弱点。(2)振动加强区上的点都是振动加强点，振动减弱区上的点都是振动减弱点。(3)加强点始终加强，减弱点始终减弱。(4)各质点在平衡位置两侧做周期性振动。返回[解析]波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确。e点位于加强点的连线上，仍为加强点。f点位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B错误。相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误。因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D正确。[答案]AD返回振动加强点与振动减弱点的判断方法：(1)振动加强点和振动减弱点的理解：不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终最小，而应该是振幅增大的点为振动加强点，其实这些点也在振动着，位移可为零；振幅减小的点为振动减弱点。返回(2)条件判断法：振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的路程差为Δr，当Δr＝2k·λ2(k＝0,1,2，…)时为振动加强点；当Δr＝(2k＋1)·λ2(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。(3)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点。返回返回点击下图进入随堂检测归纳小结返回点击下图进入课下作业综合提升