鲁科版选择性必修第一册3.3波的干涉和衍射课件（26张）

3.3波的干涉和衍射第3章机械波鲁科版（2019版）选择性必修1复习01、波的反射和反射定律2、波的折射和折射定律3、课间操跑操时，绕操场跑圈，两台扬声器接相同的声音信号，但发现某些位置听到的声音强，而在某些位置听到的声音弱。你知道这是为什么吗？4、怎么解释我们还常有“闻其声而不见其人”的现象呢？波的叠加原理1几列波在介质中传播，相遇后仍能保持各自原有的运动特征不变并继续传播。1.1波的独立传播性1.2波的叠加原理在几列波相遇的区域里，介质中的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时引起的位移的矢量和。同一介质中，任意两列波都会叠加，有没有稳定的图样，还需要其他条件。波的叠加原理1(1)相遇后两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同。()(2)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。()(3)几个人在同一房间说话，相互都听得清楚说明波在相遇时互不干扰。()1.3判断正误

√√√(1)你知道“风声、雨声、读书声，声声入耳”体现了波的什么性质吗？(2)若绳两端持续上下抖动，两列绳波的振幅均为A，则在两绳波的叠加区内，加强点和减弱点的振幅各多大？1.4思考题

(1)声波在相互交错、叠加之后互不影响，仍能保持原来的性质向前传播，这种现象体现了波的传播具有独立性。(2)两列绳波相遇时，加强点的振幅为两列绳波振幅之和，即为2A；减弱点的振幅为两列绳波振幅之差，即等于零，不再振动。波的干涉现象22.1水波的干涉现象振动棒振动小球振动小球产生相同频率、振动方向相同的两列水波；在振动的水面上，出现了一条条从两个波源中间扩散开的相对平静的区域和剧烈振动的区域，这两种区域相互间隔，并且出现的位置是固定的。振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象。2.2波的干涉2.3波的干涉条件频率和振动方向相同的波。波的干涉现象2形成的图样称为干涉图样。2.3图样分析：abc原时刻半个周期后abc2.5λ3.5λ3λ2.5λ4λ2λ2.5λ3.5λ3λ2.5λ4λ2λf1=f2T1=T2波的干涉现象2波的干涉现象22.4数学推导如果两列波的波源起振方向相同，频率、振动方向都相同。已知波源S1、S2，P点是加强点满足什么条件？减弱点呢？S1S2PΔx=PS1-PS2半波长的偶数倍，振动加强点；半波长的奇数倍，振动减弱点；起振方向相同半波长的偶数倍，振动减弱点；半波长的奇数倍，振动加强点；起振方向相反波的干涉现象2障碍物孔隙波的衍射现象3“影”S“影”S“影”3.1回顾波的衍射现象33.2波的衍射现象波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象.3.2.1定义3.2.2发生明显衍射现象的条件障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小。波的衍射现象3一切波都能产生衍射现象。人耳听到的声音频率范围是20～20000Hz，对应的声波波长为17～0.017m。干涉、衍射是波特有的现象。—波的衍射波的干涉定义波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫作波的干涉涉及的波源个数一个波源两个波源现象波能偏离直线而传播到直线以外的空间产生振动强弱相间的区域可观察到现象的条件缝、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，能观察到明显的衍射现象两列波的频率相同，且两个波源的相位差保持不变相同点干涉和衍射是波特有的现象波的衍射和干涉的比较课本P77---2.观察水波衍射的实验装置示意图如图所示。AC和BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长。如何使衍射现象更明显？为什么？习题讲解4习题讲解4课本P77---3.如图所示，两列相同的波沿一直线相向传播。当它们相遇时，波形可能是下列四种波形图中的（）课本P77---4.两波源S1、S2

在水波槽中形成的波形示意图如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。波源S1

形成的波的波长比波源S2

形成的短，则（）A.在两波相遇的区域中会产生干涉；B.在两波相遇的区域中不会产生干涉；C.点a的振动始终加强；D.点a的振动始终减弱；习题讲解4课本P77---5.两列振动方向相同、振幅分别为A1

和A2

的波发生干涉现象。下列说法正确的是（）A.波峰与波谷相遇处，质点的振幅为｜A1-A2

｜；B.波峰与波峰相遇处，质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2

；C.波峰与波谷相遇处，质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移；D.波峰与波峰相遇处，质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅；习题讲解4课本P77---*6.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。干涉型消声器可用来消弱高速气流产生的噪声。它的结构及气流运行情况如图所示，产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1

和r2

的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差Δr=r2-r1

应为（）A.波长的整数倍；B.波长的奇数倍；C.半波长的奇数倍；D.半波长的偶数倍；习题讲解4课本P82---5.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同。某时刻的图像如图所示，则A.甲、乙两列波的起振方向相反；B.甲、乙两列波的频率之比为3∶2；C.再经过3s，平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下；D.再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为0；习题讲解4习题讲解4习题讲解4例题：如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，波源S连续振动，形成水波，此时树叶A静止不动。为使水波能带动树叶A振动，可采用的方法是(

)A、提高波源的频率；B、降低波源的频率；C、增大波源与桥墩的距离；D、增大波源的振幅；习题讲解4例题：如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷.设两列波的振幅均为5cm,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点,下列说法不正确的是(

)A.C、E两点都保持静止不动；B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm；C.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动；D.从图示的时刻起经0.25s后，

B点通过的路程为20cm；习题讲解4例题：【多选】如图所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin20πt(m)，形成的机械波的波速都是10m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m。则(

)A．波的周期为0.1sB．波的波长为2mC．P点一定是振动加强点D．P点可能是振动减弱点AC习题讲解4例题：如图是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源