高二物理競(jìng)賽波的衍射 課件

二.波的衍射1.現(xiàn)象波傳播過程中當(dāng)遇到障礙物時(shí),能繞過障礙物的邊緣而傳播的現(xiàn)象。例如，兩人隔著墻壁談話，也能各自聽到對(duì)方的聲音，這就是由聲波的衍射所引起的。2.利用惠更斯原理能夠定性地解釋波的衍射現(xiàn)象解釋：當(dāng)波到達(dá)障礙物的邊緣時(shí)，這些地方將發(fā)出子波，許多子波所形成的包跡是新的波前，它不再保持原來波前的形狀，即波線發(fā)生了彎曲，從而使障礙物后邊的介質(zhì)質(zhì)元發(fā)生振動(dòng)。

波的衍射

水波通過狹縫后的衍射一般地說，任何一種波（聲波、光波等）都會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。因此，衍射現(xiàn)象是波在傳播過程中所獨(dú)具的特征之一。實(shí)驗(yàn)證明，衍射現(xiàn)象是否顯著，決定于障礙物的幾何線度d

和波長(zhǎng)的比值。d

愈小或波長(zhǎng)愈大，則衍射現(xiàn)象愈顯著。例如：聲波，無線電波等的波長(zhǎng)較大，因此衍射較顯著；而波長(zhǎng)較短的波（如超聲波、光波等），衍射現(xiàn)象就不顯著，呈現(xiàn)出明顯的方向性，即按直線作定向傳播。三.波的反射和折射1.現(xiàn)象：當(dāng)波從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)時(shí)，波速在兩種介質(zhì)的分界面上要發(fā)生突變。2.應(yīng)用惠更斯作圖法解釋在波速突變的分界面上，波的傳播方向發(fā)生改變?nèi)肷洳ǖ囊徊糠直环瓷?，形成反射波；另一部分穿過分界面透射入第二種介質(zhì)后，改變了傳播方向，形成折射波——波的反射和折射(1)波的反射如圖所示，設(shè)有平面波向著兩種介質(zhì)（Ⅰ和Ⅱ）的分界面以波速u

傳播。N界面RN界面IL2)

1)反射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)；反射定律用惠更斯原理證明i

i

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A1A2A3B2B3B1NNAId時(shí)刻tB2B3B1NNAIBL時(shí)刻t+t(2)波的折射

用惠更斯原理證明1）折射線、入射線和界面的法線在同一平面內(nèi)2）

N界面RN界面IL時(shí)刻ti

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡ時(shí)刻t+tⅠⅡB2B3B1NNAIBR由圖：時(shí)刻ti

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A1A2A3B2B3B1NNAIdⅠⅡ時(shí)刻t+tⅠⅡB2B3B1NNAIBR2.全反射由若，當(dāng)入射角i

大于某一值時(shí)，，折射角r

無解，即無折射線產(chǎn)生，入射波將被全部反射——全反射光的本性1.對(duì)光的折射的解釋光具有波動(dòng)性N界面RNILN界面IL臨界角：產(chǎn)生全反射的最小入射角，即當(dāng)折射角為90°時(shí)所對(duì)應(yīng)的入射角結(jié)論：就光的折射現(xiàn)象而言，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)(u2>u1)時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。應(yīng)用：光纖ii波的反射和折射，在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。例如，在地震勘探中，由爆破（即人為制造的波源）激發(fā)的地震波在地殼中傳播時(shí)，根據(jù)所產(chǎn)生的反射和折射情況，可以勘探各種礦藏、儲(chǔ)油、氣層或地層構(gòu)造。應(yīng)用*波源振動(dòng)點(diǎn)P

的兩個(gè)分振動(dòng)

波的相干條件

1)頻率相同；2)振動(dòng)方向平行；3)相位相同或相位差恒定。1.介質(zhì)中同時(shí)有幾列波時(shí)，每列波都將保持自己原有的特性(