高二物理人教版選修3-4同課異構(gòu)課件：124波的衍射和干涉

1、第十二章 機(jī)械波 第四節(jié) 波的衍射和干涉人教版選修人教版選修3-4水、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么？機(jī)械波機(jī)械波能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多水波衍射水波衍射一、光的衍射一、光的衍射 1、光的衍射：、光的衍射： 光能夠繞過(guò)障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象光能夠繞過(guò)障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象2、明顯衍射的條件、明顯衍射的條件 障礙物或狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多障礙物或狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多注意：各種不同形狀的障礙物或小孔都能使光發(fā)生衍射注意：各種不同形狀的障礙物或小孔都能使光發(fā)生衍射激光束調(diào)節(jié)狹縫寬

2、窄像屏光的光的單縫衍射單縫衍射觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同縫寬的單縫衍射不同縫寬的單縫衍射不同色光的單縫衍射不同色光的單縫衍射1 1、單縫衍射條紋的特征、單縫衍射條紋的特征A A、波長(zhǎng)一定時(shí)，波長(zhǎng)一定時(shí)，中央亮紋寬而亮中央亮紋寬而亮B B、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗C C、狹縫越窄，中央條紋越寬，、狹縫越窄，中央條紋越寬，各條紋間距各條紋間距越越大大D D、波長(zhǎng)越大，中央條紋越寬，、波長(zhǎng)越大，中央條紋越寬，各條紋間距各條紋間距越越大大 E E、白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側(cè)為彩色條、白光的單縫衍射條紋為中央亮

3、，兩側(cè)為彩色條 紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色光的圓孔衍射光的圓孔衍射衍射物衍射物觀察屏觀察屏點(diǎn)光源點(diǎn)光源光的圓屏衍射光的圓屏衍射陰影外有明暗相間的圓條紋，陰陰影外有明暗相間的圓條紋，陰影中心有一亮點(diǎn)影中心有一亮點(diǎn)條紋條紋特點(diǎn)特點(diǎn) 圓孔的衍射花樣 圓屏的衍射花樣 光的針尖衍射條紋光的針尖衍射條紋光的衍射使物體邊緣輪廓模糊不清光的衍射使物體邊緣輪廓模糊不清光通過(guò)物體的邊緣而發(fā)生衍射光通過(guò)物體的邊緣而發(fā)生衍射1、光的衍射現(xiàn)象表明、光的衍射現(xiàn)象表明 光沿直線傳播只是一種近似的規(guī)律光沿直線傳播只是一種近似的規(guī)律只有在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，只

4、有在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。光才可以看作是沿直線傳播的。 光的直線傳播是有條件的光的直線傳播是有條件的3 3、干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別、干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別 干涉：干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。減弱較慢。 衍射：衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對(duì)稱明暗相間中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對(duì)稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。 （雙縫）干涉圖樣（雙縫）干涉圖樣（單縫）衍射圖樣（單縫）衍射圖樣雙縫間距越小，條紋間距越大雙縫間距越小，條紋間距

5、越大單縫寬度越小，條紋間距越大單縫寬度越小，條紋間距越大（單色光）波長(zhǎng)越小，條紋間（單色光）波長(zhǎng)越小，條紋間距越小距越?。▎紊猓┎ㄩL(zhǎng)越小，條紋間（單色光）波長(zhǎng)越小，條紋間距越小距越小單色光形成明暗條紋，白光形單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋成彩色條紋單色光形成明暗條紋，白光形單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋成彩色條紋 惠更斯原理惠更斯原理-波在媒質(zhì)波在媒質(zhì)中傳播到的各點(diǎn)，都可看成中傳播到的各點(diǎn)，都可看成新的子波源。新的子波源。.障礙物障礙物平面波平面波平面波波面平面波波面 波達(dá)到狹縫處，縫上各點(diǎn)都可看作子波源，波達(dá)到狹縫處，縫上各點(diǎn)都可看作子波源，作出子波包絡(luò)，得到新的波前。在縫的邊

6、緣處，作出子波包絡(luò)，得到新的波前。在縫的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變。波的傳播方向發(fā)生改變。例例1 1、下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是是( )( )A.A.風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái)風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來(lái)B.B.雪堆積在背風(fēng)的屋后雪堆積在背風(fēng)的屋后C.C.水波前進(jìn)方向上遇到凸出水面的小水波前進(jìn)方向上遇到凸出水面的小石子石子, ,小石子對(duì)波的傳播沒(méi)有影響小石子對(duì)波的傳播沒(méi)有影響. .D.D.晚上看到水中月亮的倒影晚上看到水中月亮的倒影C課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例2 2、下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是( )( )A.A.衍射是一切機(jī)械波特有的現(xiàn)象衍射是一切機(jī)械波特有

7、的現(xiàn)象B.B.對(duì)同一列波對(duì)同一列波, ,縫或孔縫或孔( (障礙物障礙物) )越小越小, ,衍射衍射現(xiàn)象越明顯現(xiàn)象越明顯C.C.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象, ,縱波不能縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象發(fā)生衍射現(xiàn)象D.D.聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長(zhǎng)較大聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長(zhǎng)較大BD例例3、在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中,若打擊水若打擊水面的振子的頻率是面的振子的頻率是5HZ,水波在槽中水波在槽中的傳播速度為的傳播速度為0.05m/s,為觀察到顯著為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象的衍射現(xiàn)象,小孔直徑小孔直徑d應(yīng)為應(yīng)為( )A.10cm B.5cm C. d1cm D. d1cm

8、D例例4、如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和和BD是兩塊擋板，是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，是一個(gè)孔，O為波源，為波源，圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下述個(gè)波長(zhǎng)，則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下述描述正確的是（描述正確的是（ ） A此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前波紋間距離相等擋板前波紋間距離相等C如果將孔如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象顯的衍射現(xiàn)象 D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象 解析：解析：由圖可看出孔由圖可看出孔ABAB與波長(zhǎng)相比小于一個(gè)與波長(zhǎng)相比小于一個(gè)波長(zhǎng)，則波長(zhǎng)，則A A對(duì)對(duì). . 介質(zhì)及波源不變則不變，介質(zhì)及波源不變則不變