当前位置:首页 > 高中物理12.4波的衍射和干涉(2)教案新人教版选修3 - 4
第十二章 机械波 12.4波的衍射和干涉(二)
【教学目标】 1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点.2、知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象,知道干涉现象是波特有的现象.3、通过观察波的独立前进,波的叠加和水波的干涉现象,认识波的干涉条件及干涉现象的特征 重点:波的叠加及发生波的干涉的条件难点:对稳定的波的干涉图样的理解.
【自主预习】1.波的叠加: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________。
2.波的干涉: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________。注意:①干涉是波叠加的结果,任意两列机械波都会叠加,但只有满足频率相同,即f1=f2时,才能出现稳定的干涉现象。②振动加强(减弱)的区域是指质点的振幅大(小),而不是指振动的位移大(小),因为位移是在时刻变化的。③一切波都能发生干涉现象,干涉是波特有的现象。但是两列频率不同的波叠加后,加强和减弱不稳定,不能形成干涉图样。
3.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。
4.两个完全相同的波源产生的干涉,当某点到两波源的路程差等______ 时,振动加强;当某点到两波源的路程差等于_________________________时,振动减弱。
理解:加强点和减弱点①加强点:振动加强的点振动总是加强,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,也有的时刻位移为零。只是振幅为两列波振幅之和,显得振动剧烈。②减弱点:振动减弱点的振动始终减弱,它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的。
【典型例题】一、波的叠加
【例1】.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 A.两列波比较,a波将先到达P点 B.两列波在P点叠加时,P点的位移最大可达A1+A2 C.b的波峰到达P点时,a的波峰还没有到达P D.两列波相遇时,绳上位移可达A1+A2 的点只有一个,此点在P点的左侧 【例2】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( ) 二、波的干涉 【例3】如图12-4-7所示表示两个相干波源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,虚线表示波谷,下列说法正确的是 ( ) 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 【例4】当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的( ) A.质点P的振动始终是加强的 B.质点P的振幅最大 C.质点P的位移始终最大 D.质点P的位移有时为零 【例5】.如图12-4-8所示是水波干涉示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两波源频率相同,振幅相等,下列说法正确的是 ( ) A.质点A一会儿在波峰,一会儿在波谷 B.质点B一会儿在波峰,一会儿在波谷 C.质点C一会儿在波峰,一会儿在波谷 D.质点D一会儿在波峰,一会儿在波谷 【课后练习】 1.关于波的干涉,以下说法正确的是( ) A.振动加强的质点,位移始终最大 B.振动加强的质点,两列波引起的分位移,总是方向相同的 C.加强点的振动,能量始终最大 D.加强点和减弱点的位置在传播中是随时相互交换的 2.由两列波叠加,出现稳定的干涉图样,可以确定( ) A.振动加强的区域各质点都在波峰上B.振动减弱的区域各质点的位移时刻为零 C.振动加强和减弱的区域随波推进 D.振动加强和减弱的区域位置不变 3.当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是( ) A.质点P的振动始终是加强的 B.质点P的振幅最大 C.质点P的位移始终最大 D.质点P的位移有时为零 4.关于波的干涉现象,下列说法正确的是 ( ) A某些波在一定条件下才有稳定的干涉现象B某些波在任何情况下都有稳定的干涉现象 C一切波在一定条件下都有稳定的干涉现象D一切波在任何情况下都有稳定的干涉现象 5.两列波相遇,发生了稳定的干涉现象,下列说法中正确的是 ( ) A.加强区和减弱区互相间隔,减弱区的振幅一定为零 B.加强区的振幅是两列波分别引起的振动的振幅之和 C.加强区和减弱区的质点的位移都随时间而变化 D.加强区和减弱区互相交替变化 6.当两列水波发生干涉时,若两列波的波峰在P点相遇,则 ( ) A.P的振动始终是加强的 B.P的振幅最大C.P的位移始终最大D.P的位移有时为零 7.如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点,说法中正确的是 ( ) A.该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,d质点振动既不是最强也不是最弱 B.该时刻a质点振动最弱,b、c、d质点振动都最强 C.a质点的振动始终是最弱的, b、c、d质点的振动始终是最强的 D.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置,因此振动最弱 8.下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是( ) A.相遇之后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强 B.相遇之后,两列波的振动情况与相遇前完全相同 C.在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D.几个人在同一房间说话,相互间听得清楚,这说明声波在相遇时互不干扰 9.两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象,则( ) A.振动加强区域,介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大 B.振动加强区域,介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大 C.振动加强区域,介质质点的位移随时间做周期性变化 D.振动加强区域,介质质点的振幅随时间做周期性变化 10.如图5所示,实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷.此刻,M是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是( ) A.该时刻质点O正处在平衡位置 B.P、N两质点始终处在平衡位置 C.随着时间的推移,质点M向O点处移动 D.从该时刻起,经过四分之一周期,质点M到达平衡位置 11.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图1所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则 ( ) A.在两波相遇的区域中会产生干涉 B.在两波相遇的区域中不会产生干涉 C.a点的振动始终加强 D.a点的振动始终减弱 12.两列波相叠加发生了稳定的干涉现象,那么 ( ) A.两列波的频率不一定相同 B.振动加强区域的各质点都在波峰上 C.振动加强的区域始终加强,振动减弱的区域始终减弱 D.振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置 教学效果分析:
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