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目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、波的干涉 1.波的叠加原理 (1)波的独立传播:几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播下去。 (2)波的叠加:在几列波重叠的区域里,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。 2.波的干涉 (1)在两列频率相同的波相遇的区域,某些区域的振动始终加强、某些区域的振动始终减弱的现象。形成的图样常常叫做干涉图样。 (2)产生干涉的两个必要条件:两列波的频率必须相同和两个波源的相位差保持不变。 (3)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象。,目标导航,预习导引,一,二,旋转一只敲响的音叉,会听到声音时大时小,说明产生了干涉,但两个人一起说话,旁边走动的人为什么听不到声音忽大忽小? 提示 音叉的两个臂完全相同,产生同频率的声波,能相互干涉,而两个人讲话的频率不可能相同且不断变化,所以不能干涉。,目标导航,预习导引,一,二,二、波的衍射 1.定义 波绕过障碍物继续传播的现象。 2.发生明显衍射的条件 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。 3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象。 在日常生活中我们常遇到“不见其人,先闻其声”的现象,为什么看不到人却能听到他发出的声音呢? 提示 声波的波长比较长,容易衍射,而光波波长短,不容易衍射,所以会有“不见其人,先闻其声”的现象。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一、波的叠加与波的干涉现象 1.波的独立传播 几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播。即各自的波长、频率等保持不变。 2.关于干涉的条件 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。但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、振动方向在同一直线上、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。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,3.关于加强点(区)和减弱点(区) (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振幅之和,A=A1+A2。 (2)减弱点:在某些点两列波引起的振动始终相互削弱,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于零,水面保持平静。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,4.干涉图样及其特征 (1)干涉图样:如图所示。 (2)特征:加强区和减弱区的位置固定不变。 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)。 加强区与减弱区互相间隔。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例1】 (多选)如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示波谷。下列说法正确的是( ) (导学号51150036) 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,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,思路分析解答本题的关键有以下三点: (1)波的干涉图样所表示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况。 (2)形成干涉图样的所有质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向也在不停地变化着。 (3)对于稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。 解析: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两点是波峰和波谷相遇的点,都是振动减弱的点,选项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,选项B错误。相干波叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,选项C错误。形成干涉图样的质点都在不停地做周期性振动,经半个周期后,振动步调相反,选项D正确。 答案:AD,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是( ) A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加 B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移可能是零 D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 答案:C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,解析:根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A选项错误。两列频率相同的波相遇时,振动加强的点不只是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点,所以B选项错误。振动加强的点仅是振幅加大,但仍在平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以选项C正确,选项D错误。故正确选项为C。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,二、波的衍射现象 1.关于衍射的条件 应该说衍射是没有条件的,衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件。 2.波的衍射实质分析 波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例2】 (多选)如图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,图中已画出波源附近区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是( )(导学号51150037) A.此时能观察到明显的衍射现象 B.挡板前后波纹间的距离相等 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,能更明显地观察到波的衍射现象 思路分析解答此题时要求对波产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。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,解析:波能产生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长,所以此时能观察到明显的衍射现象,选项A正确;因为穿过挡板间的小孔后波速不变,频率不变,所以波长也不变,选项B正确;若将孔AB扩大,有可能不满足产生明显衍射现象的条件,就有可能观察不到明显的衍射现象,选项C正确;若使波源的频率增大,由于波速不变,所以波长变小,有可能不满足产生明显衍射现象的条件,则有可能观察不到明显的衍射现象,选项D错误。 答案:ABC,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是( ) A.衍射是机械波特有的现象 B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显 C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象 D.声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较大 答案:BD 解析:衍射是一切波特有的现象,所以选项A、C错。发生明显的衍射现象是有条件的,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,所以选项B是正确的。声波的波长在1.7 cm到17 m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,正是由于声波波长较长,声波容易发生衍射现象,所以选项D也是正确的。,
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