波的衍射和干涉-joe.ppt

1、什么是波的衍射？ 2、衍射能否发生于其他事物？ 3、波发生明显衍射现象的条件是什么？ 例1.下列现象或事实属于衍射现象的是( ) A.风从窗户吹进来 B.雪堆积在背风的屋后 C.水波前进方向上遇到凸出水面的小石子,小石子对波的传播没有影响. D.晚上看到水中月亮的倒影 例2.下列关于波的衍射的说法正确的是( ) A.衍射是一切机械波特有的现象 B.对同一列波,缝或孔(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.声波容易发生衍射是由于声波波长较大 例3.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是5HZ,水波在槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为( ) A.10cm B.5cm C.d1cm D.d1cm 由此可知： 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． 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． 干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样（如上页图）． 3、干涉的解释 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；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. 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． 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，为振动减弱区．振动加强区和振动减弱区是相互隔开的． 注意： （1）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱． （2）振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的． 振动加强点的位置： 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。 （n = 0,1,2,3 ……） P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍，半个波长的偶数倍。 4、 波的干涉的判断 P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。 振动减弱点的位置： （n = 0,1,2,3 ……） 例：在同一均匀介质中有S1、S2两个波源，这两个波源的频率相同。S1、S2相距两个波长，B点为S1、S2直线的中点，今以B为圆心以R＝λ为半径画圆，问在该圆周 上（S1、S2两点除外）共 有几个振动加强点。 答案 6个 S2 S1 B S2 S1 B A α 解：设A点为振动加强 点，则有 |S1A－S2A|＝nλ 由图中可知：n＝0或n＝1 四 、波的特有现象 声波、 水波 、光波都能发生干涉和衍射现象。 实验：声波也能发生干涉 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。 随堂练习 1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ ） 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是位移的矢量和。 D、几个人在同一房间说话，相互间听得很清楚，这说明声波在相遇时互不干扰。 B C D 2、关于波的干涉，下列说法正确的是（ ） A、只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉。 B、只要是波就能产生稳定的干涉。 C、不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同就能产生稳定干涉。 D、波的干涉是波叠加的特例 C D 3当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的有： A 质点P的振动始终是加强的 B 质点P的振幅最大 C 质点P的位移始终最大 D 质点P的位移有时候为零。 答案 A B D 4、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，对叠加的结果正确的描述是 ( ) A．在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰 B．B点在干涉过程中振幅始终为零 C．两波在B点路程差是波长的整数倍 D．当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰 B S1 S2 A B D C 5、水面上有A、B两个振动情况