第3节波的干涉和衍射.ppt

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1、一、波的干涉现象一、波的干涉现象1 波的叠加原理波的叠加原理 两列波相遇后，彼两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼持各自的运动状态，彼此都没有受到影响此都没有受到影响 波的叠加原理波的叠加原理 几列波在同一介质中传播，在介质中某几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没

2、有向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样，在它们重叠的区域里，遇到另一列波一样，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动质点振动的位移等于这几列波近做振动质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和单独传播时引起的位移的矢量和2 波的干涉（特殊的波的叠加现象）波的干涉（特殊的波的叠加现象）由实验可得：这两列波相遇后，在振动着的水面上，出这两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平现了一条条从两个波源中间伸展出

3、来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水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，而且相互隔开面上的位置是固定的，而且相互隔开1、波的干涉波的干涉：频率相同的两列波叠加，使波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做相互隔开的现象叫做波的波的涉所形成的图涉所形成的图样叫做样叫做干涉图样干涉图样（如上页图）（如上页图）2、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

4、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，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；时，质点的位移最大，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.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

5、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 把把相相应应的的振振动动最最激激烈烈的的质质点点连连起起来来，为为振振动动加加强强区区；相相应应的的振振动动最最不不激激烈烈或或静静止止的的质质点点连连起起来来，为为振振动动减减弱弱区区振振动动加加强强区区和振动减弱区是相互隔开的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，域振动始终加强，振动减弱的区域振振动减弱的区域振动始终减弱动始终减弱（2）振动加强（减

6、）振动加强（减弱）的区域是指质弱）的区域是指质点的振幅大（小），点的振幅大（小），而不是指振动的位而不是指振动的位移大（小），因为移大（小），因为位移是在时刻变化位移是在时刻变化的的一、波的衍射一、波的衍射波可以绕过障碍物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说明：二、发生明显衍射现象的条件二、发生明显衍射现象的条件 结论：1.窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象2.窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显3.窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象二、发生明显衍射现象的条件二、发生明显衍射现象的条件 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波

7、长只有缝、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，才能观察到明相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象显的衍射现象注意：注意：一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到不易被我们观察到1.1.衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象一切波都会产生衍射现象2.2.衍射现象总是存在的衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异只有明显与不明显的差

8、异3.3.障碍物或孔的尺寸大小障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发并不是决定衍射能否发生的条件生的条件,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显著的衍射一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现象现象5.5.波传到小孔（或障碍物）时波传到小孔（或障碍物）时,小孔或障碍物仿佛小孔或障碍物仿佛是一个新的波源是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波在孔由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播或障碍物后传播,于是就出现了偏离直线传播方向于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象的衍射现象6.6.当孔的尺寸远小于波长时当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出尽管衍射十分突出,但由于能量的减弱但由于能量的减弱,衍射现象不容易观察到衍射现象不容易观察到课课 堂堂 小小 结结三三 、波的特有现象、波的特有现象声波、声波、水波水波、光波都能发生、光波都能发生干涉和衍射现象。干涉和衍射现象。实验：声波也能发生干涉实验：声波也能发生干涉一切波都能发生干涉和衍射现象。一切波都能发生干涉和衍射现象。干涉和衍射是波特有的现象。干涉和衍射是波特有的现象。