《波的衍射和干涉》课件3

第４节：波的衍射和干涉第十二章：机械波水波遇到障碍物像球一样被弹回了吗？一、波的衍射1．概念衍——延展之意波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象阴影区阴影区阴影区阴影区波可以绕过障碍物继续传播的现象一、波的衍射波源障碍物衍射现象明显波绕过障碍物区域多波绕过障碍物区域少衍射现象不明显λλd??λ?dd两幅水波通过孔缝衍射照片对比：水波槽实验：发波水槽毛玻璃屏幕反射镜电动机的振动起波器研究λd？明显衍射2．发生明显衍射的条件波长λ一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样dλdλd≈λ明显明显不明显λλλddd在狭缝宽度d一定，不同波长的水波的衍射λ1=0.3dλ2=0.5dλ3=0.7d明显2．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，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。思考：（1）比波长大能发生明显衍射吗？（2）能说成是发生衍射现象的条件吗？2．发生明显衍射的条件水波通过桥洞时发生衍射无线电波绕过高大建筑物日晕----光的衍射光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？声波波长：1.7cm-----17m光波波长：0.4um-----0.7um总结：1．衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。2．衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。3．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。4．一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。一、波的衍射例：以下关于波的衍射的说法中正确的是（）A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显D．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C一、波的衍射雨滴下落不同步，相差也不恒定二、波的叠加1．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，好象没有遇到过其它波一样二、波的叠加1．波的叠加原理①波传播的独立性∩光波二、波的叠加1．波的叠加原理①波传播的独立性声波的叠加能分辨不同的声音二、波的叠加研究两列波相遇时位移的特点②波的叠加原理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。（本质：位移的合成）研究两列波相遇时位移的特点1．波的叠加原理二、波的叠加②叠加原理振动加强振幅增大振动减弱振幅减小峰峰谷峰二、波的叠加两波源：频率相同、振动方向相同、相差恒定实验：平面图侧视图三、波的干涉两波源：频率相同、振动方向相同、相差恒定实验：振动加强振动减弱三、波的干涉两波源：频率相同、振动方向相同、相差恒定实验：加强减弱三、波的干涉频率相同，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。1．波的干涉:三、波的干涉2．产生波的干涉的条件:（１）两波源的频率相同。（２）振动方向相同。（３）相位差恒定。三、波的干涉三、波的干涉——干涉图样3．干涉图样的特点：②振动加强点和振动减弱点是间隔出现。③振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。④干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。①振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。三、波的干涉——波特有的现象3.5λ5λ3λ5λ三、波的干涉——干涉图样ns2)12(ns——加强——减弱到两波源的路程差（波程差）△s满足:若两波源振动情况完全相同4．加强点和减弱点的分布规律三、波的干涉例．如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=的点，振幅最小的是x=的点。4、82、6