波的衍射和干涉課件

波的衍射和干涉定義：波_____障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象(1)實(shí)驗(yàn)器材：在水槽里放兩塊擋板，中間留個(gè)_____．(2)現(xiàn)象①狹縫寬度比波長(zhǎng)大得多時(shí)：波的傳播如同光沿_____傳播一樣，擋板后面產(chǎn)生一個(gè)_______．②狹縫寬度與波長(zhǎng)相差不多或狹縫寬度比波長(zhǎng)更小時(shí)：波_____擋板后面繼續(xù)傳播．一、波的衍射

繞過(guò)狹縫直線陰影區(qū)繞到縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)_________，或者_(dá)__________．_______都能發(fā)生衍射，衍射是波_____的現(xiàn)象．“聞其聲而不見(jiàn)其人”是_____的衍射現(xiàn)象．波的獨(dú)立傳播特性：兩列波相遇后，每列波仍像相遇前一樣，_____各自原來(lái)的_____，繼續(xù)向前傳播，這就是波的獨(dú)立性．提醒某空間不管有多少波相遇，對(duì)任一列波的傳播來(lái)說(shuō)，其他波就像不存在一樣．

發(fā)生明顯衍射的條件二、波的疊加

相差不多比波長(zhǎng)更小一切波特有聲波保持波形

波的疊加：在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)_____參與兩個(gè)振動(dòng)，其振動(dòng)位移等于這兩列波分別引起的位移的________．定義：_____相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)_____，某些區(qū)域的振動(dòng)_____，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉．波的干涉圖樣：波的干涉現(xiàn)象中形成的_____．干涉條件：產(chǎn)生干涉的必要條件是兩列波性質(zhì)相同且_____相同．

三、波的干涉

同時(shí)矢頻率加強(qiáng)減弱圖樣頻率量和衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射．凡能發(fā)生衍射現(xiàn)象的就是波．波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．波傳到小孔(障礙物)時(shí)，小孔(障礙物)仿佛一個(gè)新波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波在孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向．因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況．一、對(duì)衍射現(xiàn)象的理解

特別提醒(1)障礙物尺寸的大小不是發(fā)生衍射的條件，而是發(fā)生明顯衍射的條件，波長(zhǎng)越長(zhǎng)越易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象；(2)當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，盡管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很難觀察到波的衍射．圖12－4－1波的干涉示意圖頻率相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振幅增大、某些區(qū)域的振幅減小，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣常常叫做波的干涉圖樣．如圖12－4－1所示．二、對(duì)干涉現(xiàn)象的理解

干涉現(xiàn)象對(duì)干涉圖樣特點(diǎn)的三點(diǎn)說(shuō)明(1)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變．(2)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化)．(3)加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔．對(duì)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的解釋(1)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)設(shè)波源S1、S2在質(zhì)點(diǎn)a引起的振幅分別為A1、A2，以圖12－4－1中a點(diǎn)波峰與波峰相遇時(shí)計(jì)時(shí)，波源S1、S2分別引起質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)的圖象如圖12－4－2甲、乙所示，當(dāng)兩列波重疊時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng)，合振動(dòng)圖象如圖12－4－2丙所示．

圖12－4－2(2)振動(dòng)減弱點(diǎn)如圖12－4－1所示，以波源S1、S2分別將波峰、波谷傳到b點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，波源S1、S2分別引起質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)的圖象如圖12－4－3甲、乙所示，當(dāng)兩列波重疊時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng)，合振動(dòng)圖象如圖12－4－3丙所示．圖12－4－3波的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象，現(xiàn)將他們聯(lián)系與區(qū)別列在下表中.三、波的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象的比較內(nèi)容衍射和干涉定義現(xiàn)象可觀察到現(xiàn)象的條件相同點(diǎn)波的衍射波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間縫、孔或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者小于波長(zhǎng)干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的干涉頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域是相間分布的現(xiàn)象振動(dòng)強(qiáng)弱相間的區(qū)域，某些區(qū)域總是加強(qiáng)，某些區(qū)域總是減弱兩列波的頻率相同如圖12－4－4所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，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)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述正確的是 (

)．波的衍射圖12－4－4A．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離相等C．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀

察到衍射現(xiàn)象解析從圖中可以看出，孔的大小與波長(zhǎng)相差不多，故能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A選項(xiàng)正確．由于在同一均勻介質(zhì)中，波的傳播速度沒(méi)有變化，波的頻率是一定的，又根答案

ABC借題發(fā)揮波發(fā)生明顯衍射的條件是由縫、孔的寬度或障礙物的尺寸和波長(zhǎng)的對(duì)比關(guān)系決定的，相對(duì)縫、孔的寬度或障礙物的尺寸來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)越大，波的衍射現(xiàn)象就越明顯．在同一介質(zhì)中兩列頻率相同，振動(dòng)步調(diào)一致的橫波互相疊加，則 (

)．A．波峰與波谷疊加的點(diǎn)振動(dòng)一定是減弱的波的疊加及干涉現(xiàn)象C．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔分布，且加強(qiáng)區(qū)和減弱

區(qū)不隨時(shí)間變化D．加強(qiáng)區(qū)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的位移可能是0答案

ACD借題發(fā)揮不管是加強(qiáng)點(diǎn)，還是減弱點(diǎn)，還是一般位置的質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)時(shí)，其位移都在隨時(shí)間做周期性變化，位移均可為0.解析在波的干涉中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域里的質(zhì)點(diǎn)總在自己的平衡位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)的振幅較大，為A1＋A2.本題中由于A1＝A2，故振動(dòng)減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)并不振動(dòng)，而此時(shí)A點(diǎn)是波峰與波峰相遇，是加強(qiáng)點(diǎn)，B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，是加強(qiáng)點(diǎn)，又A、D、B三點(diǎn)在一條振動(dòng)加強(qiáng)線上，這條線上任一點(diǎn)的振動(dòng)都是加強(qiáng)的，故此三點(diǎn)都為加強(qiáng)點(diǎn)，故此三點(diǎn)都是一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷．答案

AD如圖12－4－6所示，在