波的干涉和衍射ppt课件.ppt

2.3 波的干涉和衍射波的干涉和衍射 现象：波可以绕过障碍物或通过小现象：波可以绕过障碍物或通过小孔继续传播的现象叫做波的衍射孔继续传播的现象叫做波的衍射1.一切波都能发生衍射2.衍射是波特有的现象演演 示示 在水槽里放两块挡板，中间留有一个狭缝，观察水在水槽里放两块挡板，中间留有一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况。波通过狭缝后的传播情况。 保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。的传播情况有什么变化。butbut两列波相向运行，两列波相向运行，相遇时会不会像两相遇时会不会像两个球相遇那样改变个球相遇那样改变它们原来的运动状它们原来的运动状态呢？态呢？想想想？一一不会视频 两列频率相同的波相遇时，在它们相遇的两列频率相同的波相遇时，在它们相遇的区域会发生什么现象呢？区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现我们先观察下面的现象。象。想一想想一想振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱由此可知：由此可知： 两列波相遇后，在水面上出现了一条两列波相遇后，在水面上出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。相互隔开。x10tx20tx0tPP点振动最强（振幅为点振动最强（振幅为A1A2）3.干涉的解释干涉的解释如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的振幅最大，等于两列波的振幅之和；时，质点的振幅最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈质点的振动最激烈. .x10tx20tx0tQ点振动最弱（振幅为点振动最弱（振幅为A1A2）x10tx20tx0tQ点不振动（振幅为零）点不振动（振幅为零） 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静的振幅就等于零，水面保持平静 （1）加强点）加强点波峰与波峰或波谷与波谷相遇；波峰与波峰或波谷与波谷相遇；加强点与两个波源的距离差：加强点与两个波源的距离差：r=r2-r1=k（k=0，1，2，3）（2）减弱点）减弱点波峰与波谷相遇；波峰与波谷相遇；减弱点与两个波源的距离差：减弱点与两个波源的距离差：r=r2-r1=(2k+1)/2 （k=0，1，2，3）加强点和减弱点满足的条件：加强点和减弱点满足的条件：的的s1s2r1r2的p 把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 注意注意：（1）振动加强的区）振动加强的区域振动始终加强，振域振动始终加强，振动减弱的区域振动始动减弱的区域振动始终减弱终减弱（2）振动加强（减）振动加强（减弱）的区域是指质点弱）的区域是指质点的振幅大（小），而的振幅大（小），而不是指振动的位移大不是指振动的位移大（小），因为位移是（小），因为位移是在时刻变化的在时刻变化的同一条双曲线上各点都是加强点或减弱点同一条双曲线上各点都是加强点或减弱点.波的干涉图样波的干涉图样波的干涉示意图。白实线表示波峰所在位置，白虚线波的干涉示意图。白实线表示波峰所在位置，白虚线表示波谷所在位置表示波谷所在位置3、产生干涉的条件、产生干涉的条件 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干样而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样，则需要满足一定的条件涉图样，则需要满足一定的条件 产生干涉的条件：两列波的频率必须相同产生干涉的条件：两列波的频率必须相同 4、一切波（只要满足条件）都能发生干涉、一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉和衍射一样都是波特有的现现象，干涉和衍射一样都是波特有的现象象 1.关于两列波的干涉现象，下列说法中正确的是关于两列波的干涉现象，下列说法中正确的是（ ）A.任意两列波都能产生干涉现象任意两列波都能产生干涉现象B.发生干涉现象的两列波，它们的频率一定相同发生干涉现象的两列波，它们的频率一定相同C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷在振动减弱的区域，各质点都处于波谷D.在振动加强的区域，有时质点的位移等于零在振动加强的区域，有时质点的位移等于零练习：练习：答案：答案：BD2.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.两列波相遇时，可以相互穿过继续传播，两列波相遇时，可以相互穿过继续传播，只在重叠区域发生叠加只在重叠区域发生叠加B.两列波叠加区域的任何介质质点的实际位两列波叠加区域的任何介质质点的实际位移是两列波单独引起位移的矢量和移是两列波单独引起位移的矢量和C.两列波相遇时两列波相遇时,一列波对另一列的影响叫干一列波对另一列的影响叫干涉涉D.干涉是特殊条件下叠加现象，两个频率相干涉是特殊条件下叠加现象，两个频率相同的波源振动产生的波可能发生干涉象同的波源振动产生的波可能发生干涉象ABCD3. 两列波长相同的水波发生干涉，若在某一两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时刻，时刻，P点处恰好两列波的波峰相遇，点处恰好两列波的波峰相遇，Q点处点处两列波的波谷相遇，则（两列波的波谷相遇，则（ ）AP点的振幅最大，点的振幅最大，Q点的振幅最小点的振幅最小BP Q两点的振幅都是原两列波的振幅之和两点的振幅都是原两列波的振幅之和CP Q两点的振动周期同两点的振动周期同DP Q两点始终处在最大位移处和最小位移两点始终处在最大位移处和最小位移处处BC4.如图所示，如图所示，S1、S2是两个频率相等的波源，它是两个频率相等的波源，它们在同一种介质中传播，以们在同一种介质中传播，以S1、S2为圆心的两组为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）则以下说法正确的是：（和波谷（虚线）则以下说法正确的是：（ ）A质点质点A是振动加强点是振动加强点B质点质点D是振动减弱点是振动减弱点C再过半周期，质点再过半周期，质点B、C是振动加强是振动加强D质点质点A始终处于最大位移始终处于最大位移 5.两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样则则（ ）A.振动加强的质点，始终处于最大位移处振动加强的质点，始终处于最大位移处B.振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱的质点的位移的质点的位移C.波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强D.波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱BCD6.如图所示，是水波干涉示意图，如图所示，是水波干涉示意图，S1、S2是两波是两波源，源，A、D、B三点在一条直线上，两波波源三点在一条直线上，两波波源频率相同，振幅等大，就图中标出的各点，回频率相同，振幅等大，就图中标出的各点，回答振动加强点是答振动加强点是 ，振动减弱点是，振动减弱点是 （图中实线表示波峰，虚线表示波谷）。（图中实线表示波峰，虚线表示波谷）。AS1S2BDCEADBCE7、如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干、如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是结果正确的描述是 ( )A在在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰BB点在干涉过程中振幅始终为零点在干涉过程中振幅始终为零C两波在两波在B点路程差是波长的整数倍点路程差是波长的整数倍D当当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰BS1S2ABDC波的干涉波的干涉1.概念概念: :频率相同的两列波叠加，使某些频率相同的两列波叠加，使某些 区域的振动加强、某些区域的振动减区域的振动加强、某些区域的振动减 弱，并且振动加强和振动减弱的区域弱，并且振动加强和振动减弱的区域 互相间隔，这种现象叫波的干涉互相间隔，这种现象叫波的干涉. . 2.2.干涉条件干涉条件: :两列波的频率和振动方向相同两列波的频率和振动方向相同 3.注意注意:发生干涉时，加强区域和减弱区发生干涉时，加强区域和减弱区 域的位置是确定的，即加强点始终加域的位置是确定的，即加强点始终加 强，减弱点始终减弱强，减弱点始终减弱. .不论是加强区还不论是加强区还 是减弱区各质点都做与波源相同的振是减弱区各质点都做与波源相同的振 动，各质点的位移是周期性变化的动，各质点的位移是周期性变化的. .小结：小结：