1、（第4節 汝的衍射和千涉j iin vr i 囪主手習 就同主干預習導引區:學習目赫1I*fh打-上遇吏的疊第斥豐粉土夷的千見彙跑需SLI：1. t：e卓二干井更扛旳耳W艮劭良豐H、S；應5卻茂:電叵.克常點片席h幔:2. L. .一、波的衍射1 定義：波可以繞過障礙物繼續傳播的現象。2 實驗及現象（1）實驗：在水槽里放兩塊擋板，中間留一個狹縫。（2）現象 狹縫寬度比波長大得多時：波的傳播如同光沿直線傳播一樣，擋板后面產生“陰影 狹縫寬度與波長相差不多或狹縫寬度比波長更小時：水波繞到擋板后面繼續傳播。3發生明顯衍射現象的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或 者比波長更小時，才

2、能觀察到明顯的衍射現象。說明-J1 衍射是否明顯，通常是看孔或縫的寬度d與波長入的比值；，比值越小，衍射現象相人對越明顯。2 波的衍射總是存在的，只有明顯與不明顯之別，沒有不發生衍射之說。 選一選多選下列說法中正確的是（）A 孔的尺寸比波長大得多時不會發生衍射現象B 孔的尺寸比波長小才發生衍射現象C.只有孔的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象D 只有波才有衍射現象解析：選CD 波繞過障礙物繼續傳播的現象稱為波的衍射現象，發生明顯衍射的條件 是孔或障礙物尺寸跟波長差不多或者比波長更小，孔徑大并不是不發生衍射， 只是波的衍射現象不明顯，A、B錯誤，C正確；衍射現象是波特有

3、的現象， D正確。二、波的疊加原理1 幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，繼續傳播，在它們重疊的區域里，介質的 質點同時參與這幾列波引起的振動，質點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量 和。圖a表示了分別向右、向左傳播的兩列波1和2在相遇區域內的疊加過程。由于總位移是兩個位移的矢量和,2. 波的疊加原理是波具有獨立傳播性質的必然結果， 所以疊加區域的質點的位移可能增大，也可能減小。（如圖a 所示）波峰與波峰疊加，或波谷與波谷疊加，振動加強，衛幅增大。 波峰與波谷疊加，注意疊加是無條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會疊加。 選一選多選如圖所示，沿一條直線相向傳播的兩波振幅和波長均相等，

4、當它們相遇時可能出 現的波形是選項圖中的（）解析：選BC 當題圖所示兩列波的前半個波 （或后半個波）相遇時，根據波的疊加原理 在前半個波（或后半個波）重疊的區域內所有的質點振動的合位移為零，而兩列波的后半個波 （或前半個波）的波形保持不變，所以選項 B正確；當兩列波完全相遇 （即重疊在一起）時，由 波的疊加原理可知，所有質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，使得所有的質點振動的位移加倍，所以選項C正確。三、波的干涉1 實驗及現象（1）實驗：波源是固定在同一個振動片上的兩根細桿，當振動片振動時，兩根細桿周期 性地觸動水面，形成兩個波源，這兩個波源發出的是頻率相同、相位相同、振動

5、方向也相同的兩列波?，F象：兩列波相遇后，水面上出現了一條條相對平靜的區域和激烈振動的區域，這 兩種區域在水面上的位置是穩定不變的。2 現象解釋（1）加強點：在某些點，兩列波引起的振動始終加強，質點的振動最劇烈，振動的振幅 等于兩列波的振幅之和。（2）減弱點：在某些點，兩列波引起的振動始終削弱，質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，若兩列波振幅相同，質點振動的合振幅就等于零，水面保持平靜。3. 干涉定義:頻率相同的兩列波疊加時，某些區域的振幅加大、某些區域的振幅減小 的現象。4干涉圖樣：波的干涉中所形成的圖樣。5.干涉條件：兩列波的頻率相同，兩波源的相位差必須保持不變。6切波都能發生干涉，干涉是波

6、特有的現象。注意1. 在干涉現象中，不能認為加強點的位移始終最大，減弱點的位移始終最小，而應該 是振幅增大的點為加強點，振幅減小的點為減弱點。2不管是加強點，還是減弱點，還是一般位置的質點在振動時，其位移都在隨時間做 周期性變化，位移可為零。 選一選如圖所示是甲、乙兩列相互垂直傳播的波，實線表示波峰，虛線表示波谷，箭頭表示波傳播的方向。則圖中 P點（小網格中央的一點）是（）A .振動加強點B .振動減弱點C.既不是加強點也不是減弱點D .條件不足無法判斷解析：選B 由圖象可以看出，再經過 T，甲波的波峰和乙波的波谷同時到達P點，故4知P點為振動減弱點，B正確。課堂互動區EJI9II1J1+才叢

7、曲鶴葩見配的理解匸甘氏的干轄死審洱譜區：苣的霽* w乞*件密.干點知識點一對波的衍射現象的理解1關于衍射的條件（1）應該說衍射是沒有條件的，衍射是波特有的現象，一切波都可以發生衍射。衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，障礙物或小孔的尺寸跟波長差不多，或比波 長小是產生明顯衍射的條件。2. 波的衍射實質分析波傳到小孔（障礙物）時，小孔（障礙物）仿佛是一個新波源，由它發出的與原來同頻率的 波在小孔（障礙物）后傳播，就偏離了直線方向。波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似情 況。（、圖）或障礙物（、典型例題例1如圖所示各圖分別表示一列水波在傳播過程中遇到了小孔 圖），其中能發生明顯衍射現象的有（） A.

8、 B .C.D .解析發生明顯衍射現象的條件是障礙物或小孔的尺寸比波長小，或與波長相差不 多，由圖可知，、圖能發生明顯衍射現象，而、圖不能，A正確。答案A點評關于波的衍射現象的兩點提醒障礙物的尺寸的大小與波長大小的關系不是發生衍射的條件，而是發生明顯衍射的 條件，波長越大，越易發生明顯衍射現象。（2）當孔的尺寸遠小于波長時，盡管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很難觀察 到波的衍射。即時鞏固1. 用水槽演示水波的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率是5 Hz,水波在水槽中的傳播速度為 0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現象，小孔直徑d為（）A. d = 10 cmB. d = 1 mC.

9、 d? 1 cmD. dv 1 cm解析：選D本題考查波發生明顯衍射現象的條件，一般直接比較小孔的直徑 d與水波波長入的關系即可。由題知水波的波長 冶V = m= 0.01 m = 1 cm,即小孔的直徑d應與 f 51 cm相近或更小，故選項 D正確。知識點二對波的干涉現象的理解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。2穩定干涉圖樣的產生是有條件的，必須是兩列同類的波，并且波的頻率相同、振動 方向相同、相位差恒定。3明顯的干涉圖樣和穩定的干涉圖樣意義是不同的，明顯的干涉圖樣除了滿足相干條 件外，還必須滿足兩列波振幅差別不大。振幅越是接近，干涉圖樣越明顯。4. 振動加強的點和

10、振動減弱的點始終在以振源的頻率振動，其振幅不變（若是振動減弱點，振幅可為零），但其位移隨時間發生變化。5 干涉圖樣及其特征 干涉的示意圖如圖所示。特征 加強區和減弱區的位置固定不變； 加強區始終加強，減弱區始終減弱(加強區與減弱區不隨時間變化 )； 加強區與減弱區互相間隔。6 關于干涉現象的兩點提醒(1) 振動加強的點的振動總是加強，但并不是始終處于波峰或波谷，它們都在平衡位置 附近振動，有的時刻位移也為零。只是振幅為兩列波振幅之和，振動相對較劇烈。(2) 振動減弱點的振動始終減弱，位移的大小始終等于兩列波分別引起位移的大小之差, 振幅為兩列波振幅之差。如果兩列波的振幅相同，則振動減弱點將會總

11、是處于靜止。典型例題例2.多選如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷。 此刻，M是波峰與波峰相遇點，下列說法中正確的是()A 該時刻質點 0正處在平衡位置 B P、 N兩點始終處于平衡位置C. M點經過四分之一周期變為減弱點D 從該時刻起，經過四分之一周期，質點M到達平衡位置解析由題圖可知，0、M為振動加強點，此時 0點處于波谷，M點處于波峰，M點 是峰、峰相遇，M點為加強點，則始終為加強點，A、C錯誤；N、P兩點為減弱點，又因為兩列波的振幅相同，因此 N、P兩點的振幅為零，即兩點始終處于平衡位置，B正確；從該時刻經丁周期，兩列波分別引起的振動都使 M點位于平衡位置，

12、故 M點位于平衡位置，D 正確。答案BD點評振動加強點與振動減弱點的判斷方法方曲二A扳幅判斷法振幅増”複動如強點 A扳稱就示|f醫動減弱點*扳動加強點- R動:工弱點嶺兩波:蘊的距離雀工=2A 0,則A .兩列波將同時到達中心 MB .兩列波波速之比為 1 : 2C.中點M的振動總是加強的D .繩的兩端P、Q開始振動的方向相同解析：選AD 由題意可知，雖然波形不同，但波速相同，由于距離相同，所以兩波同 時到達M點，故A正確；波速由介質決定，與波長和頻率無關，故B錯誤；由于波的頻率不同，故兩列波并不能干涉，M點并不是振動加強點，故 C錯誤；根據質點振動方向與波傳播方向的關系可知，P點、Q點開始振

13、動的方向都是向上，故D正確。3. (2016金華高二檢測)如圖所示是利用發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B. A側波速與B側波速相等C. 減小擋板間距，衍射波的波長將減小D .增大擋板間距，衍射現象將更明顯解析：選B 小孔是衍射波的波源， A側是衍射波，故 A錯誤；在同一種介質中，波速 相等，故B正確；根據波速、波長和頻率的關系式v =入,f由于波速和頻率不變，故波長不變，故C錯誤；波長越長越容易發生衍射現象，與波的頻率和振幅沒有關系，在波長無法 改變的情況下減小擋板間距，衍射現象更明顯，故D錯誤。4. 消除噪聲污染是當前環境保護的一個重要課題。內燃機、通風

14、機等在排放各種高速 氣流的過程中都發出噪聲， 干涉型消聲器可以用來消弱高速氣流產生的噪聲。干涉型消聲器的結構及氣流運行如圖所示，產生波長為入的聲波沿水平管道自左向右傳播。當聲波到達ab處相遇，即可達到消弱噪聲處時，分成兩束相干波，它們分別通過ri和r2的路程，再在A .波長入的整數倍B .波長入的奇數倍c.半波長2的奇數倍D .半波長扌的偶數倍解析：選C 根據波的干涉特征，兩列波的路程差等于半波長的奇數倍時，疊加后減弱,從而達到消弱噪聲的目的，C正確。二、非選擇題5如圖所示，在同一均勻介質中有 Si和S2兩個波源，這兩個波源的頻率、振動方向均 相同，且振動的步調完全一致，Si和S2之間相距兩個

15、波長，B點為Si和S2連線的中點，今以B點為圓心，R= BSi為半徑畫圓，問在該圓周上 (Si和S2兩波源除外)共有幾個振動加強 的點？解析：首先分析Si和S2兩波源的連線上共有幾個振動加強點，由對稱性可直接判斷B點為振動加強點。如圖所示，AS? ASi=入CSi CS2=人故A與C兩點也為振動加強點，即Si和S2連線上共有三個加強點。再過A、B、C三點作三條加強線(表示三個加強區域)分別交于圓周上 Ai、A2、Bi、B2、Ci、C2六點，顯然這六個點也為加強點，故圓周上共有六 個振動加強點。SLU答案：6個6如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，Si、S2是兩個狹縫(SS= S9,狹縫的

16、1340解析：選C 、三種聲波的波長分別為入=340X 20 m= 17 m, h=而4 m =0.034 m, ?s= 10 m。根據發生明顯衍射現象的條件可知，、兩種聲波的波長與障礙物 的尺寸差不多，能產生明顯的衍射現象，故C正確。2. （2016張店高二檢測）如圖所示，正中O是水面上一波源，實、虛線分別表示該時刻 的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經過一段時間，水面上的波形將分布于（）A .整個區域B 陰影I以外區域c.陰影n以外區域D陰影川以外區域解析：選B 由題圖中可以直觀看出，半波長為實虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長大得多，而小孔B與波長長度差不多。根據波發生明顯衍射的

17、條件知，該波在擋板A處的衍射現象很不明顯， 即可認為波沿直線傳播， 故陰影區I內水面無波形， 故A、 C、D選項不正確；該波的波長與小孔B差不多，能夠產生明顯的衍射，故在陰影區n之內，存在明顯的衍射波形，故B選項正確。3. 多選兩列波在某區域相遇，下列說法正確的是（）A 兩列波相遇時能夠保持各自的狀態互不干涉B 由于這兩列波相遇時疊加，當它們分開時波的頻率、振幅都會發生變化C.如果這兩列波疊加以后使某些區域振動加強，某些區域振動減弱，那么這兩列波發 生明顯干涉D .兩列波重疊的區域里，任何一點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和解析：選AD 兩列波相遇滿足獨立傳播和疊加原理，波的干涉是出

18、現穩定的振動加強 和振動減弱相互間隔的現象，兩列波疊加時，任何一點的位移都等于兩列波分別引起的位移 的矢量和。故A、D正確。4. （2016衡水高二檢測）如圖所示，甲、乙兩平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿y軸正方向傳播，圖中實線表示某一時刻的波峰位置，實線相交點為A、c、d四點的振動情況，正確的B、C、D，虛線表示波谷位置，對圖中正方形中央的a、b、判斷是（）A.a、b點振動加強，c、d點振動減弱B.a、c點振動加強，b、d點振動減弱C.a、d點振動加強，b、c點振動減弱D.a、b、c、d點的振動都加強解析：選B 當兩列波出現干涉現象時，要產生干涉圖樣，形成一條加強線、一

19、條減弱線即加強線、減弱線彼此相間隔的穩定的干涉圖樣，圖中實線相交點A、B、C、D,即波峰與波峰相遇，都是振動加強點，可知B、D決定的直線為加強線，過 A、C平行于BD直線的兩條直線也應是加強線，a、c兩點在BD直線上，故a、c點是振動加強點，分別過b、d點且平行于BD直線的兩條直線均在兩加強線之間，應為減弱線，故b、d兩點的振動減弱。、非選擇題5. （2016日照高二檢測）甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點沿x軸相向傳播，t= 0時的波形圖象如圖所示，如果兩列波的波速都是10 m/s，求：甲、乙兩列波的頻率各是多少?第幾秒末兩列波相遇？相遇時 解析：（1 ）由圖知：4 m,又因C、D

20、兩點間有哪些位移最大?v = 10 m/s所以由f = 得10 f=Hz = 2.5 Hz4故甲、乙兩列波的頻率均為2.5 Hz。設經t時間兩波相遇，則 2vt= 4 m4所以t=盯S= 2 S1 1又因 T= f = 25 s= 0.4 s故兩列波分別向前傳播才目遇 此時兩列波的圖象如圖中的虛線所示。故C、D間有x= 5 m和x= 7 m處的點位移最大答案：（1）2.5 Hz（2）0.2 s x= 5 m與x= 7 m處的點位移最大6. 在圖中，A、B是同一介質中兩相干波源，其振幅均為A = 5 cm，頻率均為f= 100 Hz,當A點為波峰時，B點恰好為波谷，波速 v = 10 m/s，判斷P點為振動加強點還是振動減弱 點？P15rn11A 卜 SOtu 4 B解析：A到P與B到P的波程差為 Ax=152+ 202 m- 15 m = 25 m- 15 m