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首页 (人教版)高中物理选修3-4课件:12.4波的衍射和干涉

(人教版)高中物理选修3-4课件:12.4波的衍射和干涉 .ppt

(人教版)高中物理选修3-4课件:12.4波的衍射和干涉

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2019-04-13 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《(人教版)高中物理选修3-4课件:12.4波的衍射和干涉 ppt》,可适用于高中教育领域

物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.波的衍射和干涉物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练     物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练学基础导学物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练绕过狭缝阴影区绕到一、波的衍射.定义:波障碍物继续传播的现象..实验及现象()实验器材:在水槽里放两块挡板中间留个.()现象①狭缝宽度比波长大得多时:波的传播如同光沿直线传播一样挡板后面产生一个.②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时:波挡板后面继续传播.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练相差不多比波长更小一切波声波.发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长或者..都能发生衍射衍射是波特有的现象.ldquo闻其声而不见其人rdquo是的衍射现象.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练保持运动状态保持不变同时矢量和二、波的叠加原理.波的独立传播:几列波相遇时能够各自的继续传播.即各自的波长、频率等..波的叠加:在几列波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.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练水面同时振幅频率相位振动加强振动减弱固定三、波的干涉.实验及现象()实验:波源是固定在上的两根细杆当振动片振动时两根细杆触动水面形成两个波源这两个波源发出的是相同、相同、也相同的两列波.()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互相间隔且的.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练加强振幅之和振幅之差减弱平静.现象解释()加强点:在某些点两列波引起的振动质点的振动最剧烈振动的振幅等于两列波的.()减弱点:在某些点两列波引起的振动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零水面保持.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练频率加大减小频率.波的干涉()定义:相同的两列波叠加时某些区域的振幅、某些区域的振幅的现象.()干涉图样:波的干涉中所形成的图样.()干涉的必要条件:两列波的必须相同两个波源的相位差必须保持不变.()干涉是波特有的现象.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练讲要点例析物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqavsal(对衍射现象的理解).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..波的衍射总是存在的只有ldquo明显rdquo与ldquo不明显rdquo的差异.波长较长的波容易发生明显的衍射现象..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.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练衍射是波特有的现象凡能发生衍射现象的一定是波波的衍射不需要条件只有明显与不明显的差异.发生明显的衍射是需要条件的.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练如图所示为观察水面波衍射的实验装置CD是一块挡板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)之间的距离表示一个波长则对于波经过孔后的传播情况下列描述中正确的是(  )A.能明显地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.如果孔的大小不变波源频率增大能更明显地观察到衍射现象物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:ABC解析:  从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lambda=vf变小衍射现象就越不明显故D选项错误.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波的波长小或与波长差不多.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练-:如图所示S是波源M、N是两块挡板其中M板固定N板可以左右移动两板中间有一狭缝.此时A点没有明显振动为了使A点能发生明显的振动可采取的方法是(  )A.增大波源振动频率      B.减小波源振动频率C.将N板向右平移一些D.将N板向左平移一些物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:BD解析:  由题意可知A点处于挡板M后面的ldquo阴影区rdquo内.要使之有明显的振动需使波发生明显的衍射关键在于孔缝的尺寸要跟波长相差不多或者比波长更小.因此本题为使A明显振动有两条途径:其一若保持狭缝宽度不变可减小波的频率以增大波长当波长大于缝的宽度时由于衍射而使A明显振动.其二若波源振动频率不变可将N板向左平移使缝的宽度减小当缝宽小于波长时波发生明显衍射也可使A明显地振动.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqavsal(对波的干涉现象的理解).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..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.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.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..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)但其位移随时间变化.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.干涉示意图及其特征:()干涉的示意图:如图所示.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()特征:①加强区和减弱区位置固定不变②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)③加强区与减弱区相互间隔.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练如图所示S是水面波的波源x、y是挡板S、S是两个狭缝(SS=SS狭缝的尺寸比波长小得多)试回答以下问题:物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()若闭上S只打开S会看到什么现象?()若S、S都打开会发生什么现象?()若实线和虚线分别表示波峰和波谷那么在A、B、C、D各点中哪些点振动加强哪些点是振动减弱点?物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练解析:  ()只打开S时波源S产生的波传播到狭缝S时由于狭缝的尺寸比波长小于是水面波在狭缝S处发生衍射现象水面波以狭缝S处为波源向挡板另一侧传播开来.()由于SS=SS从波源发出的水波传播到S、S处时它们的振动情况完全相同当S、S都打开时产生相干波它们在空间相遇时产生干涉现象一些地方振动加强一些地方振动减弱加强区与减弱区相互间隔开发生明显的干涉现象.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()质点D是波峰与波峰相遇处是振动加强点质点B是波谷与波谷相遇处也是振动加强点质点A、C是波峰与波谷相遇的地方这两点是振动减弱点.答案:()水面波以狭缝S处为波源向挡板另一侧传播开来 ()发生明显的干涉现象 ()B、D A、C物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练波的干涉现象中ldquo加强点rdquo与ldquo减弱点rdquo的判定方法设S、S为振动频率相同振动情况完全相同的两个波源它们产生的两列波在同一均匀介质中传播.介质中某点P到S、S的距离分别为PS、PS距离差Deltax=|PS-PS|物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()Deltax=nlambda(n=,,hellip)即距离差为波长的整数倍时P点为振动加强点.()Deltax=(n+)eqf(lambda,)(n=,,hellip)即距离差为半波长的奇数倍时P点为振动减弱点.若两波源的振动步调相反则上述结论相反.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练-:如图所示在同一均匀介质中有S和S两个波源这两个波源的频率、振动方向均相同且振动的步调完全一致S与S之间相距为m若S、S振动频率均为Hz两列波的波速均为msB点为S和S连线的中点今以B点为圆心以R=BS为半径画圆.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()该波的波长为多少?()在S、S连线上振动加强的点(S和S除外)有几个?()在该圆周上(S和S两波源除外)共有几个振动加强的点?物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练解析:  ()由公式lambda=eqf(v,f)得lambda=eqf(ms,Hz)=m()设P为S、S连线上的加强点则Deltax=PS-PS=nlambda=nm其中n=plusmnplusmnhellip-m<Deltax<m由此解得n=或n=plusmn即在S、S连线上除S、S外还有三个加强点设它们分别为A、B、C物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:()m ()个 ()个()A、B、C三点为振动加强的点过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A、A、B、B、C、C六个点如图所示显然这六个点也为加强点故圆周上(除S和S外)共有六个加强点.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqx(◎教材资料分析)〔说一说〕mdashmdash教材P为什么用超声波定位?医生诊病时用一种俗称ldquoB超rdquo的仪器探测人体内脏的位置发现可能的病变.这种仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波(频率很高人耳听不到的声波)脉冲超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来又被探头接收.这些信号经电子电路处理后可以合成内脏器官的像医生分析这些影像做出医学诊断.说一说这样的仪器为什么要使用超声波而不使用普通的声波?物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练【点拨】 超声波的频率很高波长很短不容易发生衍射现象所以超声波遇到人体不同组织的分界面时大部分会反射回来而普通的声波波长较长容易发生衍射现象遇到人体不同组织的分界面时衍射现象很明显反射回来的波极少不利于信号处理所以这样的仪器使用超声波而不使用普通的声波.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练练随堂演练物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.如图所示圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰下列说法正确的是(  )A.水波只要进入angCAE和angDBF区域就叫波的衍射B.水波只要进入angCAAprime和angDBBprime区域就叫波的衍射C.水波必须充满angCAE和angDBF区域才叫波的衍射D.水波必须充满angCAAprime和angDBBprime区域才叫波的衍射物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:B解析:  衍射现象是相对直线传播而言的由于波源在O点如果没有波的衍射现象而沿直线传播的话它能传播到CABD所围的范围所以选项A、C错衍射现象主要体现一个ldquo绕rdquo字所以只要进入angCAAprime和angDBBprime区域就叫波的衍射不一定非得绕到障碍物后面的每一点所以选项B对D错.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.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介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零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物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:C解析:  根据波的叠加和干涉的概念可知只要两列波相遇就会叠加但如果两列波的频率不同在叠加区域就没有稳定的干涉图样所以选项A错.发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点所以选项B错.因为某质点振动加强仅是振幅加大但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻所以选项C正确选项D错误.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.频率相同的两列波发生干涉时(  )A.某一点如果是两列波的波峰和波峰相遇经过半个周期在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇B.某一点如果是两列波的波谷和波谷相遇经过半个周期在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇C.某一点如果是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇经过半个周期在这一点则是两列波的波谷相遇D.某一点如果是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇经过半个周期在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:D解析:  波在半个周期内传播的距离是半个波长因此只有D正确.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练两波源S、S在水槽中形成如图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点的振动始终减弱物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:B解析:  由图知两列波的波长不相等不满足波的干涉条件故B正确A、C、D错误.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.已知空气中的声速为ms下列波遇到宽度约为m的障碍物能发生明显衍射现象的是(  )A.周期为s的声波B.波长为m的声波C.频率为Hz的声波D.频率为timesHz的电磁波物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:AB解析:  根据发生明显衍射的条件可知:声波的波长应在m左右或比m大因此B正确.lambdaA=vT=mm所以A正确.lambdaC=eqf(v,f)=times-m所以C不正确.而电磁波的波长lambda=eqf(c,f)=eqf(times,times)m=times-m所以D不正确.物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.如图所示S、S为水波槽中的两个波源它们分别激起两列水波图中实线表示波峰虚线表示波谷.已知两列波的波长分别为lambda、lambda且lambda>lambda该时刻在P点为两列波波峰与波峰相遇则以下叙述中正确的是(  )A.P点有时在波峰有时在波谷振动始终加强B.P点始终在波峰不可能在波谷C.因为lambda>lambda所以P点的振动不遵守波的叠加原理D.P点的振动遵守波的叠加原理但并不始终振动加强物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案:D解析:  由波面图可知:该时刻P点的振动为两列波的波峰与波峰相遇振动加强.由于两列波是在同种介质中传播两列波的波速相同但两列波的波长关系为:lambda>lambda所以两列波的下一个波峰到达P点的时间不相同即P点的振动并不是始终加强的.而波的叠加原理对于不是始终加强的点仍能适用故正确答案为D物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练测达标训练物理选修第十二章 机械波学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练谢谢观看!

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