高二物理-波的衍射和干涉课件

1、波的衍射和干涉高二年级 物理回顾横波纵波波峰波谷疏部密部机械波：机械振动在介质中的传递。波的描述：时间周期性：周期T，频率f空间周期性：波长波形图1.波在传播过程中遇到障碍物时波的行为会发生什么变化？2.两列波在空间相遇时会发生什么现象？问题一.波的衍射衍射：波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后继续传播，这种现象叫做波的衍射。声波绕过墙壁水波绕过芦苇水波绕过礁石发波水槽的结构和发波原理光源浅水槽起振器（振片、振针）反光镜屏幕观察发波水槽中水波的衍射振片单个振针两个振针振片投影单个振针投影两个振针投影1.观察孔、缝宽度对衍射的影响规律：波长不变，狭缝宽度d与波长相差不多时，衍射现

2、象更明显。波长不变，改变挡板缝宽2.观察波长对衍射的影响规律：波长与狭缝宽度相差不多时，衍射现象更明显；挡板缝宽不变，改变波长波长减小，衍射现象变得不明显；波长与狭缝宽度相比非常小，水波将沿直线传播。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。 声波波长：1.7 cm 17 m一切波都能发生衍射。“闻其声而不见其人”是为什么？光波波长：0.4m 0.7 m例1.如图所示，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，可

3、以采用什么办法？N板上移减小孔的大小；降低波源振动频率增加波长。思考：1.为什么用超声波定位而不用普通声波？B超影像B超诊断超声发射、反射冠状病毒电子显微镜冠状病毒电镜照片2.冠状病毒能用光学显微镜拍摄吗？波为什么会发生衍射？惠更斯惠更斯原理两列波相遇会发生什么现象？声波相遇水波相遇观察竹帘上两个脉冲相遇发生的现象19波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰.波的叠加性：在相遇区，任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成.波的叠加利用彩虹圈验证波的叠加原理两列周期性的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？两列水波相遇发生的现象出现振动加强区和减弱

4、区；振动加强区和减弱区分布稳定；振动加强和减弱区相互间隔。（1）振动加强：S1与S2在P点引起的振动步调相同（2）振动减弱：S1与S2在P点引起的振动步调相反PS1S2r1r2如何解释水波相遇发生的现象？两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律M两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律MP强 弱 强 弱 强弱 弱两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律MPQ28二.波的干涉干涉：两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫做波的干涉。形成的这种稳定图样叫作干涉图样。干涉条件：波源频率相同，相位差恒定，振动方向相近，

5、振幅相差不大，-相干波源。两台音响放大同一音频信号：干涉教室中的灯发出的光：无干涉当波源S1与S2振动初相位相同时, P点振动强弱取决于波源距P点的距离差振动加强：振动减弱：振动加强与减弱的条件：两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律PO1O2PQO1O2O双曲线两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律例1.主动降噪耳机原理-在耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，通过耳机的处理器发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来消灭噪声。波的干涉应用麦克风收集噪声两声波干涉相消耳机发出与噪声等幅、反相的声波r2r1例3.假设麦克风与两个音响之间的位置关系如图所示，声音经过音响

6、放大后再传回麦克风再次放大时可能会产生啸叫。设声波速度为350m/s,请同学们计算一下哪些频率的声波容易产生啸叫？一.衍射1.定义：波可以绕过障碍物，偏离直线继续传播的现象2.明显衍射的条件：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。小结二.干涉1.波的叠加：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰；在相遇区，任一质点的振动位移为两波单独在该点引起的振动的矢量和。2.干涉定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域振幅加大、某些区域振幅减小的现象。 3.干涉相长与相消的条件：波源的频率和相位相同时，振动加强：振动减弱： 干涉和衍射都是波的特性，是一切波都具有的现象，干涉与衍射的本质都是波的相干叠加。思考：1.5G通讯为何需要建设更多的基站？2.在图所描述的时刻， M是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。(1) 随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是M质点在向那个方向迁移？M