第12.5：波的衍射和干涉.pptx

高二物理预科班 主讲教师：范利燕 电话：135 2679 7933第十二章 机械波§5、6 波的衍射和干涉知识导图：定义及条件波的衍射图样特点波的衍射和干涉波的叠加定义及条件波的干涉图样特点生活现象 海面上有大小不一的礁石，水波在传递过程中遇上它们时会有什么不同呢？一. 波的衍射(diffraction)1.定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。实验研究1、当水波的波长逐渐变大时，现象如下：2、当挡板的小孔逐渐变小时，现象如下：实验结论1.窄缝或障碍物的宽度与波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象。2.窄缝或障碍物的宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；3.窄缝或障碍物的宽度与波长相差不多时，有明显的衍射现象。演 示 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。 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。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。衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。思考：衍射中真的是孔或障碍物的尺寸越小越好吗？ 当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。波的衍射实例1、衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射。但要发生明显的衍射现象需要满足一定的条件，当不满足时，衍射现象虽然存在，但由于是不明显的衍射现象，不易被我们观察到。 生活实例：1）声波的衍射——隔墙有耳2）电磁波的衍射——收看电视二.波的独立传播原理和叠加原理 波的独立传播原理：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇后，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不干扰，好象没有遇到另一列波一样。 波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。体现波的叠加原理还是独立传播原理？点击下图观看实验想一想 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。 三. 波的干涉(interference)1.定义： 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 2. 干涉图样：由波的干涉所形成的图样 波的干涉：把相应的振动最激烈的质点连起来，就是振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，就是振动减弱区，且振动加强区和振动减弱区是相互间隔着出现的。 特征——振动加强的区域总是加强，振动减弱的区域总是减弱。波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移都是最大，是两列波干涉的加强点波谷和波峰相遇，在这一点两列波引起的振动始终是减弱的，干涉加强条件和减弱条件 假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长为λ，则有若P点为振动加强点： 则有P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍。（n = 0,1,2,……）若P点为振动减弱点： 则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。（n = 0,1,2,……）课堂练习本讲主要内容：1. 波的衍射2. 波的独立传播原理和叠加原理3. 波的干涉1．下列关于波的衍射说法正确的是（ ）A. 衍射是一切波特有的现象B. 对同一列波，缝、孔或障碍物越小， 衍射现象越明显C. 只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D. 声波容易发生衍射现象，由于声波波长较大ABD2、水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更不明显，可以（ ）A、增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B、增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C、缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D、缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率ABC3、下列关于波的衍射图象正确的是（ ）注意:有孔衍射的子波源在小孔处4、如图所示，S为波源，MN为两块挡板，其中M固定，N板可上下移动，两板中间有一块缝，此时测得A点没有发生振动，为了使A点能振动起来，可采取的方法是（ ）A、增大波源的频率B、减小波源的频率C、将N板上移一些D、将N板下移一些BCBCD5、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（ ）A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C、在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D、几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰BCD6、两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则（