2018-2019版物理新导学笔记选修3-4（实用课件+精致讲义+优选习题）沪科通用版：模块要点回眸 (共16份打包)

第10点　诠释波的衍射现象 波在传播过程中可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．有些同学在遇到关于波的衍射现象的题目时往往会模棱两可，以下六点帮你正确理解衍射现象． (1)衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象． (2)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异． (3)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件． (4)一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象． (5)波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)，在孔(或障碍物)后传播，于是就出现了偏离直线方向传播的衍射现象． (6)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于能量的减弱，衍射现象不容易观察到． 对点例题　如图1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(　　) 图1 A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射 B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射 C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射 D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射 解题指导　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错误；衍射现象主要体现一个“绕”字，所以只要进入∠CAA′和∠DBB′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正确，D错误． 答案　B 规律总结　衍射现象是指波扩展到直线传播范围之外． 有一障碍物的尺寸为10 m，下列哪些波在遇到它时衍射现象最明显(　　) A．波长为4 m的机械波 B．波长为10 m的机械波 C．频率为40 Hz的声波 D．频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108 m/s) 答案　B 解析　空气中声波波速大约为340 m/s，由λ＝v/f可算出声波的波长为8.5 m；频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m．所以选项B中波长最长，衍射现象最明显． $$第11点　加强点振动“强”，减弱点振动“弱” 学习了波的干涉之后，有些同学会有这样的错误认识：振动加强点(区)，质点总处于波峰(或波谷)，振动减弱点(区)质点总处于平衡位置(即不振动)．其实不然，下面咱们根据振动加强点和减弱点的振动图像来理解它们的振动特点． 1．振动加强点的振动图像 如图1所示，对于图中的a点，设波源S1、S2在a点引起的振幅分别为A1和A2，以图中a点波峰与波峰相遇时刻计时，波源S1、S2分别引起a点的振动图像如图2甲、乙所示，当两列波叠加后，a点同时参与两个振动，合振动的图像如图2丙所示． 图1 图2 从图中可看出：对于a点，在t＝0时是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇，再过半个周期，就变成波峰和波峰相遇．也就是说，a点始终是振动加强点，合振动的振幅等于两列波分别引起的振幅之和． 从图像还可以看出，振动加强的a点并不是始终处于波峰或波谷，它仍然在平衡位置附近振动，其位移随时间变化，其振动比两列波单独时剧烈了． 2．振动减弱点的振动图像 如图1所示，以波源S1、S2分别将波峰、波谷传给减弱点b时刻开始计时，波源S1、S2分别引起b点的振动图像如图3甲、乙所示，当两列波重叠后，b点同时参与两个振动，合振动的图像如图3丙所示． 图3 从图像可以看出，在t＝0时，b点是一列波(S1)的波峰和另一列波(S2)的波谷相遇，经过半个周期，就变成一列波(S1)的波谷和另一列波(S2)的波峰相遇，在这一点两列波引起的合振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差． 从图像还可以看出，振动减弱的b点并不是不振动，只是振幅最小，等于两列波的振幅之差．只有当两列波的振幅相等时，振动减弱的质点才不振动． 对点例题　(多选)如图4所示是水波干涉的示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源的频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是(　　) 图4 A．A点一直在波峰，B点一直在波谷 B．B点一会儿在波峰，一会儿在波谷 C．C点一会儿在波峰，一会儿在波谷 D．D点一会儿在波峰，一会儿在波谷 解题指导　在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置附近做简谐振动，只是质点的振幅较大，为A1＋A2.本题中由于A1＝A2，故振动减弱区的质点并不振动，C点是波峰与波谷相遇，为减弱点，故C点不振动．而此时A点是波峰与波峰相遇，是加强点，B点是波谷与波谷相遇，是加强点，又A、D、B三点在一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为振动加强点，故此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷． 答案　BD 易错警示　要切实理解好振动加强和振动减弱的含义是解决本题的关