第三章 5 波的干涉与衍射探-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（教科版2019）

5．波的干涉与衍射 1．理解波的叠加原理。2.认识波的干涉现象，知道波产生干涉现象的条件，理解干涉现象中振动加强与减弱的含义。3.认识波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。 一　波的叠加原理 1．波的独立传播：介质中的几列波相遇后，仍将保持着它们各自原有的特性(频率、振幅、振动方向、传播方向等)继续传播，并不因为有其他波的存在而发生变化。 2．波的叠加原理：在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和。 二　波的干涉现象 1．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动加强，另一些区域的质点振动减弱，并且这两种区域互相隔开、位置保持不变。这种稳定的叠加现象(图样)叫作波的干涉。 2．产生干涉的一个必要条件：两列波的频率(或波长)必须相同。 三　波的衍射现象 1．波的衍射：波能够绕到障碍物的后面传播的现象。 2．发生明显衍射现象的条件：缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小。 1．判一判 (1)两列波相遇后各自的波形和传播方向与相遇前完全相同。(　　) (2)在两列波相遇区域，任一质点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。(　　) (3)两列波相遇后振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强。(　　) (4)两列波发生干涉时，振动加强的位置和减弱的位置是不变的。(　　) (5)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷。(　　) (6)在振动加强的区域，有时质点的位移等于零。(　　) (7)任意两列波都能产生稳定的干涉图样。(　　) (8)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象。(　　) (9)当小孔大小一定时，波的频率越大，衍射现象越明显。(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×　(8)×　(9)× 2．想一想 (1)当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音是否受到其他乐器影响而与这种乐器独奏时发出的声音不同？你能用学到的物理知识解释这是为什么吗？ 提示：没有不同。这是因为波具有独立传播的特性，几列波相遇时能够保持各自的波长、频率等运动特征不变，继续传播。 (2)如图所示，操场中两根竖直杆上各有一个扬声器，接在同一扩音机上，一位同学沿着AB方向走来，结果他听到的声音忽强忽弱，这属于什么物理现象？ 提示：波的干涉现象。 探究　波的叠加原理 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：在一个水盆中，用滴管分别在两处滴几滴水，激起不同的水波，如图甲所示，观察两列水波相遇时发生的现象。它们相遇后的传播状态怎样？形状是否改变？ 提示：由水滴激起的两列水波相遇后相互穿过，穿过后仍然保持各自的运动状态继续传播，彼此之间好像未曾相遇。 活动2：如图乙所示，是根据实验观测绘制的1、2两列波相遇时的波形。图乙中两列波重叠区域质点的位移有什么规律？ 提示：在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这两列波引起的振动，质点的位移等于这两列波单独传播时引起的振动位移的矢量和。 活动3：图乙中两组图有什么不同？ 提示：图乙(a)中两列波相遇时振动加强，合振幅增大；(b)中两列波相遇时振动减弱，合振幅减小。 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，不因其他波的存在而受影响。 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。 在几列波重叠的区域里，不仅仅是位移，速度、加速度都等于这几列波分别引起的速度、加速度的矢量和。波的叠加原理描述的是介质中质点的运动情况，即介质中每个质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。 例1　(多选)如图所示，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<f2，P为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) 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点 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 (1)两列波在P点叠加时，P点处质点的运动情况如何？ 提示：该处质点同时参与两列波在该点引起的振动。 (2)两列波相遇时，质点的位移怎么计算？ 提示：质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移的矢量和。 [规范解答]　因两列波波速相等，故两列波将同时到达P点，A错误；因f1<f2，由λ＝可知，λ1>λ2，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距