波的衍射和干涉(含多個演示動畫)ppt課件.ppt

1、思考和猜測，在機械運動中，當運動的球遇到障礙物時會發(fā)生什么？如果移動的球擊中了球洞呢？如果你遇到另一個運動中的球呢？波浪是一種非常特殊的運動形式。如果它是一個經(jīng)過的機械波，當它遇到上述三種情況時，你會看到什么現(xiàn)象？1，5，波的衍生，2，生命現(xiàn)象，海面上有不同大小的礁石，當水波在傳播過程中遇到它們時有什么區(qū)別？定義：波可以繼續(xù)圍繞障礙物傳播。這種現(xiàn)象被稱為波衍射。1.波的衍射；4.實驗研究；1.當水波的波長逐漸增加時，現(xiàn)象如下：2.當擋板的孔徑逐漸減小時，現(xiàn)象如下：5.實驗結(jié)論；1.當窄縫或障礙物的寬度與波長相比很大時，水波將沿直線傳播，并且觀察不到衍射現(xiàn)象。2.窄縫或障礙物的寬度大于波長，衍射

2、現(xiàn)象就不那么明顯。3.當窄縫或障礙物的寬度與波長相近時，有明顯的衍射現(xiàn)象。在水槽里放兩塊擋板，中間開一條縫，觀察水波通過縫后的傳播情況。保持水波的波長不變，改變狹縫的寬度，觀察水波傳播的變化。7.實驗?zāi)M表明，當水波在傳播過程中遇到與波長相同的小孔時，當水波通過小孔時，等效于在小孔處導(dǎo)出一個與波源P相似的新波源Q，稱為小波源。波源p，導(dǎo)數(shù)波源Q，8，1，明顯衍射：指傳播能量的強度和障礙物陰影區(qū)形成的波的面積大小。2.孔徑衍射：相當于在小孔處形成一個新的波源小波源，其頻率和波長與原來的波源相同。明顯的衍射和孔徑衍射。只有當狹縫、孔徑或障礙物的大小等于或小于波長時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。2.衍

3、射的本質(zhì)：振動和能量的形式被傳遞到障礙物后面的陰影區(qū)域。思考：衍射中的洞或障礙物越小越好，這是真的嗎？當孔或障礙物的尺寸太小時，衍射現(xiàn)象仍然不明顯，因為衍射到后面的能量很弱。具體例子：1)聲波的衍射，耳朵貼在隔墻上，2)電磁波的衍射，看電視，波的衍射例子，1)衍射是波特現(xiàn)象，所有的波都可以衍射。然而，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象必須滿足一定的條件。當它不滿足時，雖然衍射現(xiàn)象存在，但我們不容易觀察到，因為它不明顯。11，12，結(jié)論：當兩個波相遇時，位移綜合變化。相遇后，波的形狀和傳播與相遇前一樣，它們保持自己的運動，繼續(xù)傳播，互不影響。1，開會前，2，開會時間，3，開會過程，4，開會后，實驗研究，13，幾

4、個系列的波在同一介質(zhì)中傳播。在介質(zhì)中的某一點(或某一區(qū)域)相遇后，每一系列的波都可以保持其自身的狀態(tài)，并繼續(xù)沿原始方向傳播，而不會相互干擾，就好像沒有遇到另一系列的波一樣。波的獨立傳播原理，14。在幾個波重疊的區(qū)域，介質(zhì)的粒子同時參與這些波引起的振動，每個粒子仍在其平衡位置附近振動，粒子振動的位移等于這些波單獨傳播引起的位移的矢量和。波浪相遇時的位移特征。當幾個波相遇時，它們可以保持自己的運動狀態(tài)并繼續(xù)傳播。在它們的重疊區(qū)域，介質(zhì)的粒子同時參與由這些波引起的振動，并且粒子的位移等于由這些波的單獨傳播引起的位移的矢量和。波的疊加原理，16。生命中波的獨立傳播和疊加。會議期間，每個人的討論都是面紅

5、耳赤，會議室里的聲音很大，但每個人的聲音仍然可以想想吧。18.實驗結(jié)果：兩個波相遇后，在振動的水面上，兩個波源之間有相對平靜的區(qū)域和劇烈的振動區(qū)域。這兩個區(qū)域在水面上是固定的，彼此分開的。19，1。定義：兩列頻率相同的波疊加，在某些區(qū)域增強了振動，在某些區(qū)域減弱了振動，振動增強區(qū)和振動衰減區(qū)相互分離的現(xiàn)象稱為波干涉。2。干涉圖樣：由波的干涉形成的圖樣，波的干涉，20。特征振動被加強的區(qū)域總是被加強，而振動被削弱的區(qū)域總是被削弱。連接相應(yīng)振動最強烈的粒子，是振動強化區(qū)；振動或靜態(tài)振動最小的相應(yīng)粒子相連，即振動減弱區(qū)，振動增強區(qū)和振動減弱區(qū)間隔出現(xiàn)。波干擾(interference)，21，為什么

6、當兩列波相遇時，會有一個振動總是加強的區(qū)域？如果在某個時刻，在水面上的某個點，兩個波浪的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個周期，它們就變成了波谷相遇。當波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇時，質(zhì)點的位移最大，等于兩個波的振幅之和。因此，這一點始終是兩波干涉的加強點，而粒子的振動是最強烈的。思考和討論，22。為什么會有兩個波相遇時振動總是減弱的區(qū)域？如果在某個時刻，在水面上的某個點，兩個波浪的波峰和波谷相遇，半個周期后，它們變成了波谷和波峰相遇。在這一點上，思考和討論表明，由兩個波引起的振動總是減弱的，質(zhì)點振動的振幅等于兩個波的振幅之差。如果兩個波的振幅相同，粒子振動的振幅等于零，水面保持平靜。23，形成穩(wěn)定干

7、涉圖案的條件，當兩列波相遇并重疊時，不一定可能獲得穩(wěn)定的干涉圖案，但是為了產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象并形成穩(wěn)定的干涉圖案，需要滿足某些條件，并且產(chǎn)生穩(wěn)定且明顯的干涉圖案的條件是兩列波具有相同的頻率、恒定的相位差和相似的振幅。注：波干涉是波疊加的一種特殊情況。所有的波都會干擾。干涉和衍射是波的特殊現(xiàn)象。24，振動加強的區(qū)域總是加強的，這是否意味著質(zhì)點的振動位移總是最大的？這是否意味著在振動減弱的區(qū)域，質(zhì)點的振動位移總是最小的？結(jié)論：振動增強(或減弱)的區(qū)域是指粒子的最大(或最小)振幅，而不是振動的位移，因為粒子在增強和減弱區(qū)域都在振動，并且它們的位移是不斷變化的。思考與討論，25，試著從水波的干涉圖樣中

8、分析每個強化區(qū)的任意粒子與兩個波源之間的距離規(guī)律。薄弱區(qū)呢？思考和討論，26，1。如果P點是振動加強點，假設(shè)在兩列波的疊加區(qū)域有一個P點，它到兩列波源的距離分別是S1和S2，兩列波的波長是，(n=0，1，2)，那么P點與兩列波源的距離差等于波長的整數(shù)倍甚至半波長的倍數(shù)。2.如果點P是振動衰減點：那么點P和兩列波的波源之間的距離差等于半個波長的奇數(shù)倍。(n=0，1，2)，波的干擾，27，生活示例：聲波的干擾操場上安裝了許多相同的揚聲器。當他們同時發(fā)出聲音時，如果他們在操場上繞一圈，他們會聽到聲音在一些地方增強，在一些地方減弱。生活中波浪干擾的例子，28，ABD，1。下列關(guān)于波衍射的陳述是正確的：

9、(1)衍射是所有的現(xiàn)象。對于同一波，狹縫、孔洞或障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯。只有橫波能衍射，但縱波不能衍射。聲波易于衍射。因為聲波的波長長，課堂練習，29。衍射在一定程度上發(fā)生。為了使衍射現(xiàn)象不那么明顯，我們可以()a，增大孔徑，增大波頻b，增大孔徑，減小波頻c，減小孔徑，增大波頻d，減小孔徑，減小波頻。a，課堂練習，30，3。以下關(guān)于波的衍射圖像是正確的()注意，多孔衍射小波源位于教室練習的小孔31，4，如圖所示，S是波源，MN是兩個擋板，其中M是固定的，N板可以上下移動，兩個板之間有一個間隙。此時，測得A點無振動。為使A點振動，可采用以下方法：(1)增加波源B的頻率，降低波源c的頻率。課堂

10、練習，32，5。以下關(guān)于兩個波相遇時疊加的說法是正確的： (一)相遇后，振幅小的波會減弱，振幅大的波會增強。b、會議后，兩個波的振動與會議前完全相同。在相遇區(qū)域，任一點的總位移等于兩個波分別引起的位移的矢量和。幾個人在同一個房間里說話，彼此聽得很清楚。這表明聲波相遇時不會相互干擾。BCD，課堂練習，33，6，和兩列波相互干擾，得到干擾模式，然后()A，振動增強的粒子總是在最大位移B，振動增強的粒子的位移有時小于振動減弱的粒子的位移C，和峰值相遇的粒子，其振動總是增強的D，峰值相遇的粒子，其課堂練習，34，7。如圖所示，甲和乙是兩個相同的相干波源。當它們產(chǎn)生的兩個系列的波在AB連線的垂線上的P點

11、相遇時，()點A和P的振動總是加強的，有時點C和P的位移總是等于振幅D，點P的位移有時為零。公元，課堂練習，35，8，有時有：(a)在某一點上，如果兩列火車的波峰相遇，半個周期后，第一列火車的波峰與第二列火車的波谷相遇，b)在某一點上，如果兩列火車的波谷相遇，半個周期后，第一列火車的波谷與第二列火車的波谷相遇，c .在這一點上， 在某一點上，如果第一列火車的波峰與第二列火車的波谷相遇，在半個周期之后，在這一點上，第一列火車的波谷與第二列火車的波峰相遇。 課堂練習，36，9。如圖所示，S1和S2是兩個同步振動且振幅相同的相干波源。實線和虛線代表它們在特定時間發(fā)射的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中標出的a、b、c和d四點，下列說法是正確的：(a)此時，一個質(zhì)點振動最弱，b和c最強，而d既不是最強也不是最弱。粒子B、C和D的振動總是最強的。在T/4之后，三個粒子A、B和C都將處于它們各自的平衡位置，所以振動是最弱的。BC，課堂練習，37，10。如圖所示，顯示了兩排相干水波的疊加。圖中實線代表峰值，虛線代表谷值。假設(shè)兩列波的振幅為5厘米，振幅在圖示范圍內(nèi)不變，波速和波長分別為1米/秒和0.5米，點C為BE連線的中點。以下陳述是正確的：(1)交流和交流都保持靜止。點甲和點