§4波的干涉、衍射導(dǎo)學(xué)案-教師版 (2).docVIP

交城中學(xué)高二物理3-44.波的干涉、衍射 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點(diǎn)。2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象3、知道衍射和干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象。4、知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件。波的衍射現(xiàn)象。難點(diǎn)：對(duì)穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解。產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件的理解【問題導(dǎo)學(xué)】一、波的疊加：右圖為兩列波相遇前后的情況，認(rèn)真觀察回答下列問題：兩列波相遇后的傳播有沒有因?yàn)橄嘤龆凶兓勘３指髯赃\(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播，就像沒有相遇一樣。相遇過程中（重疊區(qū)域）質(zhì)點(diǎn)的位移有何特點(diǎn)？振動(dòng)減弱點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩列波的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。二、波的干涉1、波的干涉： 頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)（振幅加大），某些區(qū)域的振動(dòng)減弱（振幅減?。艺駝?dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象 。干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣（P38頁）。2、干涉的解釋：如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，就變成波谷和波谷相遇。波峰和波峰、波谷和波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)最激烈。如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動(dòng)始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于零，水面保持平靜。把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)減弱區(qū)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互間隔的。注意：振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱。振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（?。?，而不是指振動(dòng)的位移大（小），因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的。3、干涉加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的判斷兩列頻率相同的波在空間疊加，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該質(zhì)點(diǎn)到兩個(gè)相干波源的距離之差r。兩列同相波（步調(diào)完全一致）：思考r滿足什么條件時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)？滿足什么條件時(shí)振動(dòng)減弱？加強(qiáng)點(diǎn)：r為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即：r=k(k=0，1，2)減弱點(diǎn)：r為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即：r=（2k+1）(k=0,1,2)兩列反相波（步調(diào)完全相反）：思考r滿足什么條件時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)？滿足什么條件時(shí)振動(dòng)減弱？加強(qiáng)點(diǎn)：r為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即：r=（2k+1）(k=0,1,2)減弱點(diǎn)：r為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即：r=k(k=0，1，2)4、產(chǎn)生干涉的條件：兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖樣，而要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件： 兩列波的頻率必須相同，相差恒定 (相干波)。5、干涉也是波特有的現(xiàn)象。三、波的衍射通過觀察，了解什么是波的衍射現(xiàn)象。1、定義： 波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 。2、發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件觀察右圖，波長(zhǎng)一定的水波通過寬度不同的甲、乙兩個(gè)狹縫形成的衍射現(xiàn)象。（觀看視頻）結(jié)論： 波長(zhǎng)一定時(shí)，狹縫越小，衍射現(xiàn)象越明顯 。狹縫寬度一定，改變波長(zhǎng)的大小：下圖甲中甲=0.7d；乙=0.5d；丙=0.3d；（d為狹縫寬度）結(jié)論： 波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯，縫寬與波長(zhǎng)差不多時(shí)，衍射較明顯 ?？偨Y(jié)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件： 縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能產(chǎn)明顯的衍射現(xiàn)象 。3、衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象（只有明顯與不明顯）?！具_(dá)標(biāo)檢測(cè)】1、右圖所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是下圖所示的( BC )2、關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是( C )A兩列頻率不相同的波相遇時(shí)，因?yàn)闆]有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)C兩列頻率相同的波相遇時(shí)，如介質(zhì)中的某點(diǎn)振動(dòng)是加強(qiáng)的，某時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)的位移s可能是零D兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)的位移大3、當(dāng)兩列振動(dòng)情況完全相同的水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，下列說法正確的是( ABD )A質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的 B質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大C質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大 D質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)為零4、兩列振幅和波長(zhǎng)都相同而傳播方向相反的波（右圖甲所示），在相遇的某一時(shí)刻（右圖乙所示），兩列波“消失”，此時(shí)介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是（ A ）Ax向下，y向上 Bx向上，y向下 Cx、y都向上 Dx、y都靜止5、S1、S2是兩個(gè)相同波源，這兩個(gè)波源發(fā)生干涉時(shí)，在干涉