【高中物理】高中物理知识点：波的衍射
波的衍射：
1.定义:波可以绕过障碍物继续传播的现象
2.特点:(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，是无条件的，只有明显和不明显的差异；
(3)波的直线传播是衍射现象不明显时的近似
3.明显衍射的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象
4.理论解释:由惠更斯原理，波面上的每一点都可以看做子波的波源，位于障碍物边缘狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面
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高中物理
知识点：波的干涉
波的干涉:
1.定义:频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉。
2.必要条件:产生干涉现象的条件：两列波的频率相同，振动情况稳定。
3.示意图:
4.备注:①对振动加强点和振动减弱点的理解：不能认为加强点的位移始终最大，减弱点的位移始终最小，而是振幅增大的点为加强点，其实加强点也在做振动，位移也有为零的时刻，振幅减小的点为减弱点。
②一切波都能发生干涉，跟衍射一样，干涉也是波特有的现象
波的反射、折射、衍射、干涉、多普勒效应的比较:
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4波的衍射和干涉 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.理解什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.2.理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果.3.知道形成稳定干涉图样的条件． 科学思维：掌握波的干涉图样的特点，会寻找振动加强点、减弱点． 科学探究：通过水波的衍射、干涉实验，了解衍射、干涉现象，知道其特点和发生的条件． 一、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象． 2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象． 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象． 二、波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，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．三、波的干涉 1．定义 频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象． 2．稳定干涉条件 (1)两列波的频率必须相同． (2)两个波源的相位差必须保持不变． 3．干涉的普遍性
一切波都能够发生干涉，干涉是波所特有的现象． 1．判断下列说法的正误． (1)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．(×) (2)敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象．(√) (3)只有频率相同的两列波才可以叠加．(×) (4)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷．(×) 2．两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图1所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实线表示波峰，虚线表示波谷)，在图中标有A、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________． 图1 答案A、B C 解析方法一由题图可以知道，A点距波源S1、S2的距离均为1.5λ，即x1＝1.5λ，x2＝1.5λ，
物理高考知识点衍射总结 衍射是物理学中一个重要的概念，也是高考物理中的一个关键 知识点。在物理高考中，衍射问题常常出现在选择题和计算题中，对于学生来说是一道难题。本文将对衍射进行总结和讨论，帮助 学生更好地理解和应用这一概念。 首先让我们来了解一下衍射的基本概念。衍射是波在遇到障碍 物或通过孔径时发生的一种现象。光波的衍射是由于光波的波长 和传播路径的限制导致的，光波衍射的大小与波长和障碍物尺寸 有关。 在实际应用中，我们常常遇到的是光的衍射。光的衍射分为单 缝衍射、双缝衍射以及多缝衍射等几种。其中，双缝衍射是最常 见和典型的情况。 对于双缝衍射，我们需要关注的是衍射的特征和公式。光的双 缝衍射产生的干涉条纹具有明暗交替的特点。根据夫琅禾费衍射 公式，我们可以计算出干涉条纹的位置和间隔，从而解答相关的 问题。
除了双缝衍射，我们还需要掌握一些其他的衍射现象。例如， 单缝衍射和多缝衍射。单缝衍射是指当一个光波通过一个很窄的 孔时产生的衍射，其特点是在中央有一个主极大条纹，两边有一 系列次级极大条纹。多缝衍射是指当光波通过多个缝隙时产生的 衍射，其特点是衍射条纹更加复杂，具有更多的极大和极小点。 除了正常的衍射现象外，在实际应用中还存在一些特殊的衍射 情况。例如，贝尔曼-齐马衍射是指当光通过一个带孔的屏幕时产 生的衍射，其特点是形成一个具有折纹状的弧形光斑。这种衍射 现象常常应用于天文观测和光学仪器中。 在解决衍射问题时，我们还需要了解衍射角和衍射级数的概念。衍射角是指入射光与屏上某一点到衍射中心的方向所夹的角度。 衍射级数是指衍射的明暗条纹的个数，一般用正整数表示。 衍射问题的解题方法一般分为两种，一种是利用夫琅禾费衍射 公式进行计算，另一种是利用几何光学的方法进行近似计算。在 实际应用中，选取合适的方法，根据题目给定的条件进行计算， 可以得到较为准确的结果。
物理知识点波的干涉与衍射 物理知识点：波的干涉与衍射 波的干涉与衍射是物理学中的重要概念，涉及到波动现象的传播、 叠加和相互作用等内容。本文将从基本概念、原理、干涉与衍射的应 用等方面展开论述。 一、波的干涉与衍射的基本概念 波是在空间中传播的一种能量传递方式，常见的波有机械波和电磁波。波的干涉与衍射是波传播过程中，由传播介质或波源的性质导致 的现象。 干涉是指两个或多个波在空间某一点相遇、叠加时产生的增强或减 弱的现象。波的干涉可分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况，其中 构造性干涉表现为波的振幅相互增强，破坏性干涉表现为波的振幅相 互减弱。 衍射是波在遇到障碍物或穿过狭缝时发生的弯曲和扩散现象。当波 通过狭缝或绕过物体时，波的波前会发生弯曲和扩散，产生衍射现象。衍射会使波的传播方向发生改变，并在后方形成干涉图样。 二、波的干涉与衍射的原理 波的干涉与衍射的产生与波动的相位差有关。相位差是指两个波的 相位角之差。
在干涉现象中，当两个波的相位差为整数倍的2π时，波的振幅叠 加会出现增强，即构造性干涉。当两个波的相位差为半整数倍的π时，波的振幅叠加会出现减弱，即破坏性干涉。 在衍射现象中，波通过狭缝或绕过物体时，波的波前会发生弯曲和 扩散，使得波的相位差发生变化。根据不同的衍射模式，波的传播会 呈现出不同的干涉图样。 三、干涉与衍射的应用 波的干涉与衍射在实际生活中有着广泛的应用。以下是其中几个常 见的应用领域： 1. 光学干涉与衍射：干涉与衍射在光学实验中具有重要应用。例如，Michelson干涉仪可以用于测量长度和折射率的变化；杨氏实验通过光 的干涉与衍射研究光的波粒二象性。 2. 声学干涉与衍射：波的干涉与衍射在声学研究中也有广泛应用。 例如，通过声学干涉技术可以实现无损检测和聚焦；扬声器阵列利用 声波的干涉原理形成定向性声源。 3. 电子干涉与衍射：电子波的干涉与衍射也是现代物理学的重要研 究领域之一。电子干涉与电子衍射实验的成功，证实了电子也具有波 动性。 四、总结 波的干涉与衍射是波动现象中重要的概念，在光学、声学和电子学 等领域都有着广泛的应用。通过本文对波的干涉与衍射的基本概念、
高中物理光波的干涉与衍射 《高中物理光波的干涉与衍射》 光波的干涉与衍射是物理学中重要的概念，它们揭示了光的波动性质。本文将介绍干涉与衍射的基本概念、原理和应用，以及相关实验 的方法和结果。 一、干涉的基本概念和原理 干涉是指两个或多个光波叠加形成的明暗条纹现象。它可以分为两 种类型：同源干涉和非同源干涉。 1. 同源干涉 同源干涉是指来自同一光源的光波经过分束装置（如双缝或光栅）后，重新叠加形成干涉条纹的现象。这种干涉主要由干涉的路径差导致，在干涉条纹中间位置会出现亮纹，而在两侧则是暗纹。 2. 非同源干涉 非同源干涉是指来自不同光源的光波在介质中相遇后，发生干涉现象。非同源干涉的特点是波源相干距离较小，且易受到外界环境干扰。 干涉的原理是基于光的波动性质：当两个波峰或两个波谷相遇时， 它们叠加会形成增强的结果（亮纹）；而当波峰与波谷相遇时，相互 抵消会形成减弱的结果（暗纹）。 二、干涉的应用
干涉在现实生活中有许多应用，其中一些重要的应用包括： 1. 干涉测量 干涉测量利用干涉的准确性和稳定性进行长度、角度和曲率等物理量的测量。例如，利用干涉仪可以测量小到亚微米尺度的长度变化。 2. 干涉降噪 干涉降噪技术可以利用光波干涉的原理，将相干光作为参考信号，将噪声和杂乱的光信号相互抵消，从而改善图像的质量。 三、衍射的基本概念和原理 衍射是当光波经过一个有限孔径或绕过障碍物后，光波的传播方向发生弯曲和扩散的现象。 衍射的原理是基于光的波动性质：光波在传播过程中受到孔径和障碍物的干扰，波前将呈现出弯曲、扩散和交织的效果。 四、衍射的应用 衍射也具有广泛的应用，其中一些重要的应用包括： 1. 衍射成像 在显微镜、望远镜和摄影机中，通过调整光波的传播方向和孔径大小，可以实现对物体的放大和成像。 2. 光栅光谱学
高中物理波的衍射题解析 波的衍射是高中物理中一个重要的概念，也是学生们经常会遇到的考点之一。在解决波的衍射题目时，我们需要掌握一些基本的知识和技巧。本文将通过具体的题目举例，来说明波的衍射题的考点和解题方法，帮助高中学生更好地应对这类题目。 一、单缝衍射 单缝衍射是最简单的衍射情况，我们先来看一个例题： 【例题】一束波长为λ的平行光垂直照射到宽度为a的狭缝上，距离狭缝的屏幕为D。屏幕上观察到的衍射干涉条纹的间距为d。若将波长λ变为2λ，狭缝宽度a变为a/2，观察到的干涉条纹间距变为d/2，则原来的衍射角θ和现在的衍射角θ'之间的关系是？ 解析：根据单缝衍射的衍射公式，我们知道衍射角θ和干涉条纹间距d的关系为sinθ = mλ/a，其中m为整数。根据题目中的条件，我们可以列出如下的等式：sinθ = mλ/a sinθ' = m(2λ)/(a/2) 将这两个等式相除，消去m和a，可以得到： sinθ/sinθ' = 1/2 因此，原来的衍射角θ和现在的衍射角θ'之间的关系是sinθ = 2sinθ'。 这个题目的考点是理解单缝衍射的衍射公式，并能够根据给定条件进行简单的数学推导。类似的题目还有很多，通过掌握这个解题思路，我们可以解决更复杂的单缝衍射题目。 二、双缝衍射
双缝衍射是比较常见的一种衍射现象，我们来看一个例题： 【例题】一束波长为λ的平行光垂直照射到两个间距为d的狭缝上，距离狭缝 的屏幕为D。屏幕上观察到的衍射干涉条纹的间距为x。若将波长λ变为2λ，间距 d变为d/2，观察到的干涉条纹间距变为x/2，则原来的衍射角θ和现在的衍射角θ' 之间的关系是？ 解析：双缝衍射的衍射公式为dsinθ = mλ，其中d为两个狭缝的间距，m为整数。根据题目中的条件，我们可以列出如下的等式： dsinθ = mλ (d/2)sinθ' = m(2λ) 将这两个等式相除，消去m和d，可以得到： sinθ/sinθ' = 1/4 因此，原来的衍射角θ和现在的衍射角θ'之间的关系是sinθ = 4sinθ'。 这个题目的考点是理解双缝衍射的衍射公式，并能够根据给定条件进行简单的 数学推导。双缝衍射的题目常常会涉及到干涉条纹的间距和衍射角之间的关系，通过解决这类题目，我们可以更好地理解双缝衍射的特点和规律。 三、圆孔衍射 圆孔衍射是另一种常见的衍射现象，我们来看一个例题： 【例题】一束波长为λ的平行光垂直照射到半径为R的圆孔上，距离圆孔的屏 幕为D。屏幕上观察到的衍射干涉条纹的直径为D1。若将波长λ变为2λ，圆孔半 径R变为R/2，观察到的干涉条纹直径变为D1/2，则原来的衍射角θ和现在的衍射角θ'之间的关系是？ 解析：圆孔衍射的衍射公式为2Rsinθ = mλ，其中R为圆孔的半径，m为整数。根据题目中的条件，我们可以列出如下的等式：
高中物理波的衍射题解题技巧 波的衍射是高中物理中一个重要的概念，涉及到光的传播和波的性质。在解题过程中，我们需要掌握一些解题技巧，以帮助我们更好地理解和解决衍射问题。 一、理解衍射现象的特点 衍射是波传播过程中遇到障碍物或孔径时发生的现象。衍射现象的特点是波的传播方向发生偏转，并且波的干涉产生明暗条纹。在解题时，我们要注意理解衍射现象的特点，并结合具体题目进行分析。 二、掌握衍射的数学表达式 衍射的数学表达式可以通过衍射公式来表示。对于单缝衍射，其衍射公式为： sinθ = mλ / a 其中，θ为衍射角，m为条纹级数，λ为波长，a为缝宽。对于双缝衍射，其衍射公式为： λ / d = mλ / D 其中，d为双缝间距，D为屏幕到双缝的距离。在解题时，我们可以根据衍射公式进行计算，求解出所需的未知量。 三、注意波长和缝宽的关系 在衍射问题中，波长和缝宽的关系是一个重要的考点。当波长远大于缝宽时，衍射现象不明显，可以近似看作直线传播。当波长接近或小于缝宽时，衍射现象明显，需要考虑波的干涉和衍射效应。在解题时，我们要根据题目给出的波长和缝宽的关系，选择合适的公式进行计算。 四、注意衍射级数的选择
在衍射问题中，衍射级数的选择是一个需要注意的问题。一般情况下，衍射级 数越高，条纹越密集，衍射现象越明显。但是在一些特殊情况下，衍射级数的选择可能会受到限制。例如，当缝宽非常小或波长非常大时，只能考虑较低的衍射级数。在解题时，我们要根据具体情况选择合适的衍射级数，以求得准确的结果。 五、注意干涉和衍射的综合问题 在一些问题中，干涉和衍射是综合在一起的。例如，双缝干涉中的衍射问题， 需要考虑干涉和衍射的共同影响。在解题时，我们要分析干涉和衍射的相互关系，综合考虑它们的影响，得出最终的结果。 综上所述，解决高中物理波的衍射题需要掌握一些解题技巧。我们要理解衍射 现象的特点，掌握衍射的数学表达式，并注意波长和缝宽的关系。同时，我们要注意衍射级数的选择，并在干涉和衍射综合问题中进行综合分析。只有掌握了这些解题技巧，我们才能更好地解决衍射问题，提高物理解题的能力。 希望以上的解题技巧对高中学生和他们的父母有所帮助，能够在解决波的衍射 问题中起到指导作用。通过理解和掌握这些技巧，我们相信大家能够更好地应对高中物理中的波的衍射题目，提高解题的准确性和效率。
高二物理教案：《波的衍射》 悲观的人，先被自己打败，然后才被生活打败；乐观的人，先战胜自己，然后才战胜生活。下面是本文库为您推荐高二物理教案：《波的衍射》。 教学目标 1、知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件. 2、知道衍射现象是波特有的现象. 3、通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征. 教学建议 本节重点是理解发生明显衍射现象的条件，了解一切波都能发生衍射现象，且仅有明显与不明显之分.一般来说，波长大的波容易产生衍射，波长十分小的波，观察它的衍射现象就不容易了. 例如：将一只小瓶立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子后面看到水波绕进的现象，激发水波的振子振动频率大些好还是小些好为什么当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，能发生明显衍射现象；由于瓶子的直径已确定，故水波的波长越长越好，所以，激发水波的振子振动频率越小越好，越小，水波的越大，就更接近瓶子的直径，衍射现象就越明显. 教学过程： 引入新课：我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播.当波纹遇到障碍物后会怎样请学生思考、想象、猜测.（本节课就要通过对现象的观察，对其进行初步解释.） 一、波的衍射 1、波的衍射现象： 首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大.然后，在水槽中放入一个不大的障碍物，观察水波绕过障碍物传播的情况.由此给出波的衍射定义. 让学生仔细观察演示现象.因为演示实验的不稳定，所以再用计算机多媒体演示衍射现象. 请学生思考讨论后给出定义，教师请学生回答并板书. 波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射.
引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍物，水波通过孔后也会发生同样的现象--衍射现象.再请学生看教材中的插图，解释＂绕过障碍物＂的含义. 2、发生明显波的衍射的条件： 在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察： ①在不改变波源的条件下，将障碍物的孔由较大逐渐变小.可以看到波的衍射现象越来越明显. ②引导学生思考障碍物的大小变化也会引起上述现象吗 由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显. ③在不改变障碍物大小的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小.请学生回答是否也出现上述现象. 引导学生得出结论：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显. （教师板书）发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多. 最后告诉学生：波的衍射现象是波所特有的现象.（只有明显与不明显） 二、应用 请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过波的衍射现象，举例说明： 例1、俗话说：＂隔墙有耳＂：是声波的衍射现象，既声音绕过障碍物到了耳朵. 例2、水波的衍射现象. 例3、在房间中可以接受到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象 让学生自己动手回家做衍射实验和观察声音的衍射现象.
高中物理波的衍射问题解析 波的衍射是高中物理中的一个重要概念，也是考试中常见的题型之一。本文将 以具体的题目为例，分析衍射问题的考点，并给出解题技巧和指导。 一、波的衍射现象 波的衍射是指波遇到障碍物或通过狭缝时，波的传播方向发生偏折并产生干涉 现象。这种现象广泛存在于光、声、水波等各种波动现象中。 二、单缝衍射问题 单缝衍射是最基本的衍射问题之一。考虑以下题目： 题目：一束波长为λ的平行光垂直照射到一个宽度为d的狭缝上，观察到屏幕 上的衍射图样。如果将狭缝的宽度加倍，屏幕上的衍射图样会发生什么变化？ 解析：这个题目考察了单缝衍射的基本原理。根据单缝衍射的公式sinθ = mλ/d，其中θ为衍射角，m为衍射级次，λ为波长，d为狭缝宽度。当狭缝宽度加倍时， 根据公式可以得知，衍射角会减小，也就是屏幕上的衍射图样会变得更加集中。 解题技巧：对于单缝衍射问题，理解公式sinθ = mλ/d是非常重要的。在解题时，可以通过改变波长、狭缝宽度或观察位置等条件，来分析衍射图样的变化。此外，还可以通过计算不同级次的衍射角，来进一步确定衍射图样的特点。 三、双缝衍射问题 双缝衍射是另一个常见的衍射问题。考虑以下题目： 题目：在双缝干涉实验中，两个狭缝间距为d，波长为λ的光垂直照射到狭缝上，观察到屏幕上的干涉条纹。如果将狭缝间距加倍，屏幕上的干涉条纹会发生什么变化？
解析：这个题目考察了双缝衍射的基本原理。根据双缝衍射的公式dsinθ = mλ，其中d为狭缝间距，θ为干涉角，m为干涉级次，λ为波长。当狭缝间距加倍时， 根据公式可以得知，干涉角会减小，也就是屏幕上的干涉条纹会变得更加密集。 解题技巧：对于双缝衍射问题，同样要理解公式dsinθ = mλ。在解题时，可以 通过改变波长、狭缝间距或观察位置等条件，来分析干涉条纹的变化。此外，还可以通过计算不同级次的干涉角，来进一步确定干涉条纹的特点。 四、衍射与波长的关系 波长是衍射问题中一个重要的因素。考虑以下题目： 题目：一束波长为λ1的光垂直照射到一个狭缝上，观察到屏幕上的衍射图样。如果将光的波长改为λ2，屏幕上的衍射图样会发生什么变化？ 解析：这个题目考察了波长对衍射图样的影响。根据单缝衍射的公式sinθ = mλ/d，可以看出波长λ与衍射角θ成正比。因此，当波长增大时，衍射角也会增大，屏幕上的衍射图样会变得更加分散。 解题技巧：在解决与波长相关的衍射问题时，要注意波长与衍射角的关系。理 解公式sinθ = mλ/d的含义，可以帮助我们分析波长对衍射图样的影响。 综上所述，波的衍射问题是高中物理中的一个重要内容。通过具体题目的分析，我们可以了解到衍射问题的考点，并给出相应的解题技巧和指导。在解题时，要熟练掌握衍射公式，灵活运用各种条件和变量，以便准确分析和解答问题。希望本文对高中学生和他们的父母在理解和解决波的衍射问题时有所帮助。
德钝市安静阳光实验学校波的衍射与波的干涉 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： (1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。 (2)知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象；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。 (3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。 2．通过观察水波的干涉现象，认识衍射现象的特征。通过观察波的前进，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。 二、重点、难点分析 1．重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。 2．难点是对稳定的波的干涉图样的理解。 三、教具 水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪。 四、主要教学过程 (一)引入新课 我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。当波纹遇到障碍物后会怎样？如果同时投入两个小石子，形成了两列波，当它们相遇在一起时又会怎样？本节课就要通过对现象的观察，对以上现象进行初步解释。 (二)教学过程设计 主要思想是：遵照教材的编写意图，按“观察现象，归纳特征，而后得出结论”的大顺序进行教学。观察中注意引导，分析中注意启发。 1．波的衍射 (1)波的衍射现象 首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大。 然后，在水槽中放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。由此给出波的衍射定义。 波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。 再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。 看教材中的插图，解释“绕过障碍物”的含义。 (2)发生明显波的衍射的条件 在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察：①在不改变波源的条件下，将障碍屏的孔由较大逐渐变小。可以看到波的衍射现象越来越明显。由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显。②可能的话，在不改变障碍孔的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越明显。由此指出：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。 发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。 最后告诉学生：波的衍射现象是波所特有的现象。
高中物理波的干涉与衍射现象波的干涉与衍射现象是高中物理学习中的重要内容，它们揭示了波动性的基本特征和波动理论的重要应用。本文将深入探讨波的干涉与衍射现象的原理、特点和实际应用。 一、波的干涉现象 1. 干涉现象的概念 波的干涉是指两个或多个波源发出的波，在某一空间范围内相遇，产生新的波动现象。当波源的频率相同或相近，并且它们之间的相位关系固定时，就会发生明显的干涉现象。 2. 干涉现象的分类 根据波的性质和干涉的方式，干涉现象可以分为两类：光的干涉和声波的干涉。其中，光的干涉是指由于光的波长较短，使得干涉效应更加明显；声波的干涉则是指由于声波的波长相对较长，所以干涉现象一般较为微弱。 3. 干涉现象的特点 干涉现象具有以下几个特点： （1）干涉现象是波动现象的重要表现形式之一，它反映了波的相长和相消的规律； （2）干涉现象中产生的新的波动形态具有高低起伏和明暗交替的特点，这是干涉现象的显著特征；
（3）干涉现象的效应通常需要在光学实验室或者在特定的条件下 观察，因为干涉波的幅度相对较小。 二、波的衍射现象 1. 衍射现象的概念 波的衍射是指波通过一个障碍物的缝隙或者绕过障碍物的边缘，扩 展到原本不可到达的区域，产生新的波动形态的现象。衍射现象的产 生是由于波的传播受到了障碍物的限制而发生的。 2. 衍射现象的规律 波的衍射现象遵循一系列规律，包括： （1）衍射现象的程度与波的波长和障碍物的尺寸有关。波长越长、障碍物尺寸越大，衍射现象越显著； （2）衍射现象通常表现为波的弯曲、波的辐射和波的幅度的变化等，形成了一些特殊的衍射图案； （3）衍射现象的实际应用非常广泛，如在衍射望远镜中利用衍射 原理聚焦；在日常生活中利用衍射现象产生彩虹等等。 三、波的干涉与衍射的实际应用 1. 干涉与衍射在光学中的应用 干涉与衍射在光学中有着广泛的应用，如：
波动学中的波的衍射与波的叠加知识点总结波动学是物理学的一个重要分支，在其中，波的衍射与波的叠加是两个基本概念。波的衍射是指波在遇到障碍物或开口时发生弯曲、扩散的现象，而波的叠加则是指两个或多个波在空间中相遇并叠加形成新的波的现象。本文将对这两个知识点进行总结。 一、波的衍射 1. 衍射现象 波的衍射是互相干涉的结果，在遇到障碍物或开口时，波将弯曲、扩散并在障碍物后方形成特定的衍射图案。衍射现象证明了波动的传播特性。 2. 衍射的条件 波的衍射需要满足以下条件： a) 波长与障碍物（或开口）的大小相当，即波的大小与障碍物（或开口）的大小相比非常小。 b) 波遇到的障碍物（或开口）的边缘不光滑。 c) 波在障碍物（或开口）附近经过衍射后会扩散到整个区域。 3. 衍射公式
衍射的数学描述可以通过衍射公式来完成，常见的衍射公式有菲涅尔衍射公式、夫琅禾费衍射公式等。这些公式能够准确计算出衍射现象的衍射角、衍射图案等。 二、波的叠加 1. 叠加原理 波的叠加原理是指当两个或多个波在同一空间相遇时，它们会按照各自的振幅和相位相加形成一个新的波。叠加可以是构造干涉现象和衍射现象的基础。 2. 干涉现象 干涉是指两个或多个波在空间中相遇并干涉形成干涉图案的现象。常见的干涉现象包括干涉条纹和干涉环。干涉的结果可以是增强波的振幅，也可以是减弱甚至相互抵消。 3. 叠加的数学表达 波的叠加可以通过波函数的相加来描述，根据波函数的性质，可以使用复数或矢量形式进行叠加计算。叠加计算可以考虑波的振幅、相位和频率等因素。 三、波的衍射与波的叠加的关系 波的衍射与波的叠加密切相关，二者相互影响。 1. 波的衍射可以看作波的叠加的结果，当波遇到障碍物或开口时，波的各个部分会发生干涉叠加形成特定的衍射图案。
疱丁巧解牛 知识·巧学 波的衍射 1。定义 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射. 深化升华衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象. 例如:（1）在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物,使波源振动产生水波.当障碍物较大时波被阻挡,在靠近障碍物后面没有波，只是在离障碍物较远处,波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图12-5—1所示,虽然发生衍射现象，但不明显. 当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图12-5—2，衍射现象明显。 图12—5-1 图12—5-2 （2）在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏,使波源振动产生水波，当孔较大时，发现水波经过孔后在连接波源和孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图12-5—3.当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图12-5-4,衍射现象明显。 图12-5—3 图12—5—4
要点提示衍射现象总是存在的，只有明显和不明显的差异。像图1253所示的那样也发生了衍射现象，只是不明显而已。 2.产生明显衍射现象的条件 产生明显衍射现象必须具备一定的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多. 波传到小孔(或障碍物)，小孔（或障碍物）仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波（称为子波）在孔后传播,于是,就出现了偏离直线传播的衍射现象. 深化升华障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件,一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。 误区警示当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到.不要认为观察不到,就不发生衍射；也不要认为孔的尺寸越小，衍射现象越明显。 3。惠更斯原理对衍射现象的解释 由惠更斯原理,波面上的每一点都可以看作子波的波源，位于障碍物边缘狭缝处的点也是子波的波源，所以波可以到达障碍物的后面. 联想发散惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系. 典题·热题 知识点一衍射现象 例1下列关于波的衍射的说法正确的是( )
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理波的衍射知识精讲 【基础知识诱思】 日常生活中我们最常见最熟悉的机械波便是声波了，对于声波大家也最了解．下面请大家考虑一个问题，如果你对着高山喊一声，过一会儿你便会听到回声，此时若在山的另一边有一个人，但此人不会听到你的声音；倘若你对着的不是高山，而是一棵大树，则此时树后面的人会听到你的声音，原因何在？山后面的人听不到你的声音是因为声波没有传到山的后面，大树后的人听到了你的声音是因为声波传到了树的后面，像声波这样传播过程中绕过障碍物传到障碍物后面的这种现象为波的衍射现象． 【重点难点解读】 问题一：发生明显衍射现象的条件 解读：（1）当障碍物或孔的尺寸比波长小时，一定能发生明显的衍射现象，如图10.4－1所示；当障碍物或孔的尺寸比波长大时，只有当“大得不多（差不多）”时，如图10.4－2所示，才发生明显的衍射现象． （2）“障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多”是发生明显衍射现象的条件，但并不是发生衍射的条件，因为障碍物的大小，关系到衍射现象是否明显，而不是决定衍射现象能否发生． （3）如果障碍物或孔的尺寸比波长大得多，则衍射现象不明显，如图10.4－3所示，波近似直线传播． 问题二：波的衍射特征 解读：机械波遇到障碍物或孔隙，波就会偏离原来的传播方向而绕到障碍物的后面去．我们设想从波源处向外射出的小球，当小球碰到障碍物时就会反弹，穿过孔后也不会绕到“阴影”中去，这说明遇到障碍物时，小球不可能像波那样产生衍射现象，因此衍射是波所特有而宏观实物粒子所不具有的性质．【解题技法点拨】 该部分知识主要利用“明显衍射条件”进行衍射现象的分析判断和对某些衍射现象进行解释，因此，正确理解、应用明显衍射条件时尤其注意：（1）一切波都能发生衍射现象，有时明显，有时不明显；只有波才会发生衍射现象． （2）波长较长的波更容易发生明显衍射现象． 例以下关于波的衍射的说法中正确的是（） A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显 C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显 D．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象 点拨：凡是波都能发生衍射现象，不过有时衍射现象明显，有时衍射现象不明显．只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射现象． 答案：C 【经典名题探究】 考点一：明显衍射条件和衍射特征 例1 下列说法正确的是（） A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射
波的衍射 教学目标 一、知识目标 1.知道什么是波的衍射现象. 2.知道波发生衍射的条件. 3.知道衍射是波特有的现象. 二、能力目标 提高学生从实验现象总结规律的能力. 三、德育目标 通过对衍射现象的学习，使学生学会从现象中发现规律的方法. 教学重点 1.波的衍射现象. 2.波能够产生明显衍射的条件. 教学难点 产生明显衍射条件的教学. 教学方法 实验归纳法、电教法、讲练法 教学用具 水波槽、两块挡板、两块有小孔的木板、实物投影仪、水波的衍射照片. 课时安排 1课时 教学过程 ［投影］本节课的学习目标. 1.知道什么是波的衍射现象和衍射的定义. 2.理解发生明显衍射现象的条件. 3.认识衍射是波特有的现象. 学习目标完成过程 一、引入 ［放录像］ 在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继 续传播，好像它们并不存在. ［教师］ 在水波的传播过程中，遇到小石、芦苇等障碍物时，为什么会绕过它们继续传播呢？ 本节课我们来学习这种现象. 板书：波的衍射 二、新课教学 (一)波的衍射 ［演示实验］ 在实物投影仪上放一个发波水槽 1.使振动片开始振动，观察产生的水波. 2.在波源的前方放一个障碍物(例如一块木板)，观察发生的现象. 3.在波源的前方放一个小的障碍物(如一段细铁丝)，观察水波在传播过程中发生的现象. ［学生操作］
教师演示结束后，学生每两人一组，做上述实验. ［学生描述看到的现象］ 现象一：当振动片振动时，看到有一列圆形水波形成，向远处传播. 现象二：如果在波源的前方放一块较大的木板时，在靠近障碍物后面没有波，也就是留 下了“影子”，只有在离障碍物较远处，波才稍微绕到影子区域里. 现象三：当用细铁丝替换木板后，发现波绕过障碍物继续前进，不会产生“影子”区域. 教师总结并板书： 1.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射. 2.衍射有的时候不明显(例如刚才的现象二)，有的时候很明显(例如刚才的现象三). ［演示实验］ 1.在投影仪上放一个发波水槽. 2.让振动片振动，观察水面形成的波. 3.在水槽内放两块挡板，当中留一窄缝，观察水波通过窄缝后怎样传播. 4.改变挡板间窄缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化？ ［学生描述看到的现象］ 现象一：让振动片振动后，看到有一列圆形水波形成. 现象二：当木板间的缝较宽时，水波经过孔后在连接波源和孔的两边的两条直线所限制 的区域里传播，在较远处，波才稍微绕到影子区域里. 现象三：当两板间的缝较小时看到在孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波. ［教师总结］ 通过以上现象可知：当波通过小孔时，也能产生衍射现象，且孔越小，衍射现象越明显. 板书： 波的传播过程中，波偏离直线传播的方向而绕到障碍物或小孔的“阴影”区的现象，叫 做波的衍射. (二)产生波的衍射的条件 学生总结得到 产生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长差不多. 教师做进一步讲解说明： 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传播方向的衍射现象. 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. (三)强化训练 1.下列关于波的衍射的说法正确的是 A.衍射是一切机械波的特有的现象 B.对同一列波，缝、宽或孔、障碍物越小衍射现象越明显. C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大 2.在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传
高三物理第一轮复习：波的干涉与衍射 【本讲主要内容】 波的干涉与衍射 波的叠加原理；干涉；波的衍射及反射问题；多普勒效应问题。 【知识掌握】 【知识点精析】 一. 干涉理论 1. 叠加理论 ①在同一介质中，两列波重叠的区域里任何一质点的总位移量等于两列波分别引起的位移的矢量和，一般来讲，对于同一种类型的机械波叠加，其振动都在一条线上，所以其位移的矢量和，具体体现在同向相加，反向相减上。 ②几道波相遇时，每道波都各自保持原有的状态继续传播而互不干扰，这是波所特有的现象。 如下面的两种情况： 例1. AB为一条绳子，当我们分别拿起A端和B端，让其在竖直方向上各振动半个周期，就会在这条绳子中形成如图①所示的两列半个波长的波形，并相向传播。 试讨论它们相遇的情况和相遇以后的情况。 分析：从图中可以看出，两列波的源头起振方向都是向上的。 （1） 波的传播过程，实际上就是这两列波形平移的过程，当它们相遇时就会出现下面的情况。 在图（3）时，振动的质点的位移就是两列波单独传到此处时位移的和。当它们相遇后，又各自“若无其事”地向前传去。如图（4）所示： 例2. 在上题中，如将A、B各自向相反方向振动半个周期就会出现下面的情况，用图形示意如下，
2. 干涉理论 ①稳定的叠加即为干涉 ②干涉条件：频率相同：在同一种介质中，v 1=v 2. 由公式12v f λλλ=∴=，这样才能稳定叠加。 相差恒定（现行教材中略掉）。 ③干涉：频率相同的两道波叠加使某些区域振动加强，某些区域振动减弱；而且加强区和减弱区相互间隔出现的现象。 ④加强区的位置：是两道波到该区域的波程差δ等于半波长的奇数倍。 (21)2 n λδ=+ （n=0、1、2、3、…） ⑤加强区的位置，是两道波到该区域的波程差δ等于半波长的偶数倍。 2n 2λ=δ （n=0、1、2、3、…） 3. 说明 ①加强区的每一个质点的振幅为两道波振幅之和。 加强区的各质点都在各自的平衡位置附近做振动，它们的位移是周期性变化的，可以是零到振幅之间的任意值。 ②减弱区的各质点的振幅为两道波幅之差。 减弱区内的各质点都在各自的位置附近做振动，它们的位移可以是零到合成后的振幅 之间的任意值，若两道波的振幅相等，则减弱区则不振。 二. 衍射理论 1. 定义：波绕过障碍物（或缝隙）的现象。这种现象是普遍发生的，只是明显的衍射是需要条件的。 2. 明显的衍射条件：障碍物（或孔）的尺寸小于波长或跟波长差不多。 3. 反射与衍射是矛盾的。 当衍射明显时，反射就不明显了。波是传递能量的主要途径，也可以从能的守恒角度去认识衍射和反射的矛盾性。
物理总复习：波的干涉和衍射 【考纲要求】 1、知道波的叠加原理； 2、知道波的干涉和衍射现象； 3、了解多普勒现象。 【考点梳理】 考点一、波的衍射 要点诠释：1、衍射现象 波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象，叫做波的衍射。 2、发生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。 3、衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射 只不过有些现象不明显，我们不容易观察到。 当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射现象十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 考点二、波的干涉 要点诠释：1、波的独立传播原理和叠加原理 （1）波的独立传播原理： 几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播而并不相互干扰，这是波的一个基本性质。 （2）波的叠加原理：两列波相遇时，该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动，此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。 2、波的干涉 （1）波的干涉现象 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。 （2）产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相等。 干涉条件的严格说法是：同一种类的两列波，频率(或波长)相同、相位差恒定，在同一平面内振动。高中阶段我们不讨论相和相位差，且限于讨论一维振动的情况，所以只强调“频率相同”这一条件。 （3）一切波都能发生干涉，干涉是波的特有现象之一。 3、对振动加强点和减弱点的理解 波的干涉是频率相同的两列波叠加，是波特有的现象，波的干涉中，应注重理解加强和减弱的条件。
其判断方法有两种： 一是根据两列波的波峰与波峰相遇（或波谷与波谷相遇）点为加强的点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点。 二是根据某点到两波源的距离之差为波长的整数倍，则该点为加强点；某点到两波源的距离为半波长的奇数倍，则该点为减弱点。 同时注意加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大；减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小。 考点三、多普勒效应 要点诠释：1、多普勒效应 由于观察者与波源之间存在相对运动，使观察者感受到的波的频率与波的实际频率不同的现象，叫做多普勒效应。 如果二者相互接近，观察者接收到的完全波的个数增多，频率增大；如果二者远离，观察者接收到的完全波的个数减少，频率减小。 当声源与接收者接近时，接收者听到的声音的声调升高；当声源与接收者远离时，接收者听到的声音的声调降低的现象，叫做多普勒效应。 2、多普勒效应是所有波动过程共有的特征。 根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；根据光波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度等。 【典型例题】 类型一、波的衍射 例1、如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，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）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（） A．此时能明显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 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 【思路点拨】衍射总是会发生的，但发生明显的衍射现象要有一定的条件，发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。 【答案】ABC 【解析】能发生衍射和能发生明显的衍射不同，波的衍射是不需要条件的，而要发生明显的衍射必须满足一定的条件。根据发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多，从题图中可看出孔AB的尺寸与波长相差不多，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，A正确；因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，C正确；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象的条件，也有可能观察不到明显的衍射现象，D错误。故选ABC。 【总结升华】准确理解发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。当某个物理量发生变化时，就是要分析出波长的变化。 举一反三 【：波的干涉和衍射例2】
3．波的反射、折射和衍射 学习目标：1.[物理观念]知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件． 2.[科学思维]知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系． 3.[科学思维]了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系． ☆阅读本节教材，回答第66页“问题”并梳理必要知识点．教材第66页问题提示：注意过．波的反射遵从反射定律． 一、波的反射 1．反射现象 波遇到介质界面会返回来继续传播的现象． 2．反射角与入射角 (1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α. (2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β. 3．反射定律 反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角． 注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少． 二、波的折射 1．波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射． 2．一切波都会发生折射现象． 三、波的衍射 1．定义
波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射． 2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象． 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×) (2)入射波的波长和反射波的波长相等．(√) (3)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×) (4)衍射是波的特有现象．(√) 2．(多选)下列说法正确的是() A．波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化 BC[波发生反射时因介质未变，故频率、波长、波速均不变；波发生折射时因波源不变而介质变，故频率不变，波长和波速均发生变化．B、C两项正确．] 3．(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显() A．增大障碍物的尺寸 B．减小波的频率 C．缩小障碍物的尺寸 D．增大波的频率 BC[波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，要使衍射现象变得明显，可以通过缩小障碍物的尺寸，同时增大波长即减小波的频率来实现，BC选项正确．] 波的反射和折射