波的干涉和衍射.ppt

1、,波的干涉和衍射,池塘中两水波相遇时，会发生什么现象呢？,生活现象,一、波的叠加,1.波的独立传播性两列波在相遇时，都将保持各自原有特性（频率、波长、振幅、振动方向）不变，互不干扰地各自独立传播。,2. 波的叠加原理在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。,二 、波的干涉,频率相同的两列波在空间相遇而叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的稳定图样叫做波的干涉图样。,1、现 象,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 产生干

2、涉的条件： 1) 两列波的频率相等; 2)相位差恒定,一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象,2、产生条件,满足上述条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。,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,3、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

3、两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈.,加强,减弱,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变大（小），而不是指振动的位移变大（小），因为位移是在时刻变化的,若两波源振动情况完全相同,某点到两波源的路程差（波程差）r满足:,*4、规 律,（n0、1、2、3）,（n0、1、2、3）,*4、规 律,若两波源振动情况完全相反,某点到两波源的路程差（波程差）r满足:,三、波的衍射,现象：波可以绕过障碍

4、物或小孔继续传播的现象叫做波的衍射,发生明显衍射现象的条件：,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,注意： 一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到,4、衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。,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，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。,2、具体实例：,1）声波的衍射,隔墙有耳,2）电磁波的衍射,收看电视,波的衍射实例,现象:,干涉和衍射是一切波所特有的现

5、象,条件:,频率相同，振动方向一致,波的独立传播和叠加原理：,规律,减弱,加强,rn,r（2n1）,2,（n0、1、2、3）,小结,波的干涉,波的衍射,小孔或障碍物的尺寸小于或等于波长时能发生明显的衍射现象,ABD,1、下列关于波的衍射说法正确的是（ ） A、衍射是一切波特有的现象 B、对同一列波，缝、孔或障碍物越小， 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、声波容易发生衍射现象，由于声波波 长较大,课堂练习,ABD,课堂练习,2.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

6、 质点P的位移始终最大 D 质点P的位移有时候为零。,3、两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则（ ） A、振动加强的质点，始终处于最大位移处 B、振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱的质点的位移 C、波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强 D、波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱,BCD,课堂练习,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 BB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,4、如图所示

7、，S为波源，MN为两块挡板，其中M固定，N板可上下移动，两板中间有一块缝，此时测得A点没有发生振动，为了使A点能振动起来，可采取的方法是（ ） A、增大波源的频率 B、减小波源的频率 C、将N板上移一些 D、将N板下移一些,BC,课堂练习,练习2：水面上有A、B两个振动情况完全相同的振动源，在A、B连线的中垂线上有三个点a、b、c，已知某时a点是两列波波峰和波峰相遇点，c点是与a点最近的波谷和波谷相遇点，b处在a、c之间，如下图，以下说法正确的是：（ ）,A、a振动加强，c点振动减弱B、a、c点振动加强，b点振动减弱C、a、b、c点振动都加强D、a、c点振动加强，b点振动不确定,A,B,a,b,c,C,练习3： 如图所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一孔，O为波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻（ 图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是 （ ） A此时有明显观察到波的衍射现象 B挡板前后波纹间距离相等 C如果孔的大小不变，使波源频率增大，有可能观察 不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象,ABC,练习4：如图所示，正中 O是水面上一波源实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔经过一段时间，水面上的波形将分布于 A、整个区域 ； B阴影以外区