波的干涉和衍射吕佑丞.pptVIP

五、波 的 衍 射 池塘中两水波相遇时，会发生什么现象呢？ 生活现象 实验研究 两个在绳中相向传播的机械波相遇，会发生什么现象呢？ 结论：两列波相遇时，位移发生合成变化；相遇后，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，都保持各自的运动状态继续传播，彼此之间没有互相影响。 1、相遇前 2、相遇时刻 3、相遇过程 4、相遇后 实验研究 一、波的叠加原理 1、波传播的独立性 几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰. 实例 : a 众多说话声中,能辨别出某个人的声音 b 乐队中各乐器演奏的独立性. 在两列波重叠的区域里，任何一个质点的振动是怎样的呢？ 想一想 看动画 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。 想一想 实验研究 实验结果：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。 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 二、波的干涉 水波干涉图样 水波干涉俯视图样 特征—— 振动加强区的质点振动总是加强且振幅最大，振动减弱区的质点振动总是减弱且振幅最小。 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。 二、波的干涉 为什么两列波相遇时能出现振动始终加强的区域呢？ 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，质点的位移都是最大，等于这两列波的振幅之和，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。 思考与讨论 为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域呢？ 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 思考与讨论 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。 形成稳定干涉图样的条件 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，形成稳定的干涉图样，则需要满足一定的条件，产生稳定明显的干涉图样的条件是：两列波的频率相同，相位差恒定，且振幅相差不多。 注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉。 振动加强的区域始终加强是不是指该处的质点的振动位移总是为最大值？振动减弱的区域始终减弱是不是指该处的质点的振动位移总是为最小值？ 结论：振动加强（或减弱）的区域是指质点的振幅达最大值（或最小值），而不是指振动的位移，因为不管是加强区还是减弱区，质点都在作振动，它们的位移是时刻在变化的。 思考与讨论 振动加强区的质点到两波源之间的距离有什么规律？减弱区呢？ 思考讨论： 1、振动加强区的质点到两波源的距离之差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍。即： （n = 0,1,2,……） 2、振动减弱区的质点到两波源的距离之差等于半个波长的奇数倍。即： （n = 0,1,2,……） x1 x2 x1 x2 生活实例：声波的干涉——操场上装有很多个相同的扬声器，当它们同时发声时，若绕操场一周，将会听到某些地方声音加强，某些地方声音减弱。 生活中波的干涉实例 思考：海面有大小不一的礁石，水波遇上它们时会有什么不同呢？ 三、波的衍射 1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 实验演示 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比波长大得越多，衍射现象越不明显； 2、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。 实验模拟 水波传递中通过小孔时，相当于在小孔处衍生出一个新的波源，称为子波源。 1、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。 2、实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。 发生明显衍射现象的条件 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