人教版高中物理选修34波的衍射和干涉课件.ppt

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1、 第十二章：第十二章：机械波机械波 波的衍射和干涉1.1.知道什么是知道什么是波的衍射现象波的衍射现象和和发生明显衍发生明显衍射现象的条件射现象的条件；2.2.了解波的了解波的叠加原理叠加原理；3.3.知道波发生知道波发生明显干涉现象的必要条件明显干涉现象的必要条件；4.4.认识认识衍射现象的特征衍射现象的特征，认识，认识干涉现象和干涉现象和波的干涉图样波的干涉图样；5.5.知道知道衍射和干涉现象是波特有的现象衍射和干涉现象是波特有的现象。实例实例1、在水塘里，微、在水塘里，微风激起的水波遇到突出风激起的水波遇到突出水面水面 的小石子、芦的小石子、芦 苇，苇，会绕过他们继续传播，会绕过他们继续

2、传播，好象他好象他 们并不存在们并不存在 实例实例2、听其声不见其人。、听其声不见其人。实例实例3、隔墙有耳、隔墙有耳阴影区阴影区阴影区阴影区1 1概念：概念：波可以绕过障碍物继续传播的现象波可以绕过障碍物继续传播的现象一、波的衍射一、波的衍射波源波源障碍物衍射衍射现象明显现象明显波绕过障碍物区域多波绕过障碍物区域多波绕过障碍物区域少波绕过障碍物区域少衍射现象不明显衍射现象不明显d?dd两幅水波通过孔缝衍射照片对比两幅水波通过孔缝衍射照片对比水波槽实验发波水槽发波水槽毛玻璃屏幕毛玻璃屏幕反射镜反射镜电动机的振动电动机的振动起波器起波器研究研究d？明显衍射明显衍射发生明显衍射的条件发生明显衍射的

3、条件波长波长一定的水波通过宽度一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样。不同的狭缝后的衍射图样。ddd明显明显明显明显明显明显明显明显不明显不明显不明显不明显ddd在狭缝宽度在狭缝宽度d d一定，不同波长的水波的衍射。一定，不同波长的水波的衍射。1 1=0.30.3d d 2 2=0.50.5d d 3 3=0.70.7d d明显明显明显明显发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。或者比波长更小时，才能观察

4、到明显的衍射现象。水波通过桥洞时发生衍射水波通过桥洞时发生衍射 无线电波绕过高大建筑物无线电波绕过高大建筑物无线电波绕过高大建筑物无线电波绕过高大建筑物日晕日晕日晕日晕光的衍射光的衍射光的衍射光的衍射光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？声波波长：声波波长：1.7cm-17m1.7cm-17m光波波长：光波波长：0.4um-0.7um0.4um-0.7um1 1衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。2 2衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。3 3障碍物或孔的尺

5、寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。仅是发生明显衍射的条件。4 4一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。例：以下关于波的衍射的说法中正确的是（例：以下关于波的衍射的说法中正确的是（）A A波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B B当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显C C当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D D只有当障碍物的尺寸

6、与波长相差不多时，只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象才会发生明显的衍射现象C雨滴下落不同步，相差也不恒定雨滴下落不同步，相差也不恒定波的叠加波的叠加波的叠加波的叠加1 1 1 1波的叠加原理波的叠加原理波的叠加原理波的叠加原理波传播的独立性波传播的独立性 几列波相遇之后，几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频仍然保持它们各自原有的特征（频率率率率、波长、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其它波一样。过其它波一样。光波光波光波光波声波的叠加声波的叠加声波的叠加声波的叠

7、加研究两列波相遇时位移的特点研究两列波相遇时位移的特点 在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与两种振动，在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与两种振动，其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。本质：位移的合成本质：位移的合成本质：位移的合成本质：位移的合成叠加原理叠加原理振动加强振动加强振动加强振动加强振幅增大振幅增大振幅增大振幅增大振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱振幅减小振幅减小振幅减小振幅减小峰峰谷峰实验：实验：实验：实验：平面图侧视图两波源：两波源：频率相同频率相同、振动方向相同、相差恒定。、振动方向相同、相差恒定。振动加强振动

8、减弱振源振源1 1振源振源2 2加加加加强强强强减减减减弱弱弱弱两波源：两波源：频率相同频率相同、振动方向相同、相差恒定、振动方向相同、相差恒定频率相同，振动方向相同，相差恒定的两列波叠加，使某频率相同，振动方向相同，相差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。的图样叫做干涉图样。波的干涉波的干涉波的干涉波的干涉产生波的干涉的条件产生波的干涉的条件产生波的干涉的条件产生波的干涉的

9、条件:（1 1）两波源的频率相同）两波源的频率相同）两波源的频率相同）两波源的频率相同（2 2）振动方向相同）振动方向相同）振动方向相同）振动方向相同（3 3）相位差恒定）相位差恒定）相位差恒定）相位差恒定干涉图样干涉图样干涉图样干涉图样干涉图样的特点：干涉图样的特点：干涉图样的特点：干涉图样的特点：振动加强点和振动减弱点是振动加强点和振动减弱点是间隔出现间隔出现。振动加强点是指振动加强点是指振幅较大振幅较大的点，不是位移始终最大。的点，不是位移始终最大。干涉图样中，干涉图样中，不只有不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。振动加强的质点和振动减弱的质点。振动加强点振动加强点始终加强始终加强，振

10、动减弱点，振动减弱点始终减弱。始终减弱。3.5535加强加强减弱减弱到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s满足满足:若两波源振动情况若两波源振动情况完全相同完全相同加强点和减弱点的分布规律加强点和减弱点的分布规律加强点和减弱点的分布规律加强点和减弱点的分布规律 例例.如图所示，两列简谐波均沿如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相轴传播，传播速度的大小相 等，其中一列沿等，其中一列沿x方向传播方向传播(图中实线所示图中实线所示)，一列沿负，一列沿负x方向方向传播传播(图中虚线所示图中虚线所示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中轴，则图中x=1=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8各点中振幅最大的各点中振幅最大的是是x=的点，振幅最小的是的点，振幅最小的是x=的点。的点。4、82、6