高中物理——波的衍射和干涉

2019年02月02日 浏览:

波的衍射

现象:水波绕过小孔继续传播。

波的衍射

波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射;一切波都能发生衍射。

衍射是波特有的现象。

发生明显衍射现象的条件

当缝的宽度或障碍物的尺寸大小跟波长相差不多或比波长小时,才能观察到明显的衍射现象;

理解

(1)缝大小不变,波长越长,也就是波的频率越小,衍射现象越明显;

公心网件有技45e6优量元软15f8296f学广升科途限东司-慧

(2)波长不变时,缝越小,衍射现象越明显。

波的干涉

波叠加原理

几列波在相遇时,能够保持各自的状态,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波所引起的振动,质点的总位移等于各列波单独传播时引起振动位移的矢量和.

波的独立性:两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形都跟相遇前一样,也就是说,相遇后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响.

波的干涉

频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,而且振动加强和振动减弱的区域相互间隔,位置保持不变。这种稳定的叠加现象叫做波的干涉。

干涉的解释

如果在某一时刻,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.波峰和波峰、波谷和波谷相遇时,质点的位移最大,等于两列波的振幅之和;因此在这一点,始终是两列波干涉的加强点,质点的振动最激烈。

把相应的振动最激烈的质点连起来,为振动加强区;相应的振动最不激烈或静止的质点连起来,为振动减弱区.振动加强区和振动减弱区是相互隔开的。

两同相振动的波源

学-根有0fec47150d48慧限术4881技45e622dca834是升网东公心广秀西途司优量0c30软15f8296f科元件

(1)振动加强区为:到两波源距离差 x1-x2=nλ

(2) 振动减弱区为:到两波源距离差 x1-x2=(2n+1)λ/2

产生干涉的条件:两列波的频率必须相同。

一切波(只要满足条件)都能发生干涉现象。

干涉是波特有的现象。

习题演练

1. 下列说法错误的是( )

A.水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹,是光的衍射现象

B.洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段,是共振现象

C.戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉,是光的偏振现象

D.在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高,是声波的多普勒效应

元费-根广秀西升学西件有0fec47150d48途软15f8296f东8066科司b6c6公心网慧技45e622dca834是优量0c30限术4881

A

水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹,是光的干涉现象,A错误;

洗衣机切断电源,脱水缸的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动,说明此时脱水缸转动的频率与洗衣机固有频率相同,发生了共振.此后脱水缸转速减慢,则驱动力频率小于固有频率,所以共振现象消失,洗衣机的振动幅度随之减弱,B正确;

偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振,C正确;

当火车向你驶来的时候,笛的音调变高;当火车离开你向远处驶去时,音调在降低,只是当听者和声源之间发生相对运动时,听者感觉到频率的改变,这种现象称为多普勒效应.D正确

2. 关于光的本性,下列描述正确的是( )

A.泊松亮斑说明光具有波动性

B.薄膜干涉说明光具有波动性

C.单缝衍射说明光具有波动性

D.偏振现象说明光是一种纵波

ABC

解析

由于泊松亮斑、薄膜干涉、单缝衍射都说明光具有波动性,故A、B、C都是正确的;

软15f8296f东8066高司b6c6途科9415技45e622dca834是8dfe元费4904广秀西学西网心慧限术4881件公心有0fec47150d48-根46fb优量0c309a8e心径的升

D中的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波,故D错误。

3.某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光,如图所示.以下说法正确的是()

A.a光的频率比b光小

B.a光在该介质中的传播速度比b光小

C.光由介质射入空气时,a光的临界角比b光小

D.a、b通过相同的单缝衍射实验装置,a光的衍射条纹较宽

BC

解析

根据折射定律,结合题图可知a光的折射率大于b光的折射率,所以a光的频率大于b光的频率,选项A错误;根据可知a光在该介质中的传播速度比b光小,选项B正确;根据,可知光由介质射入空气时,a光的临界角比b光小,选项C正确;b光的波长大于a光的波长,a、b通过相同的单缝或双缝发生衍射或干涉时,b光的衍射或干涉条纹间距较大,选项D错误.