機(jī)械波的干涉衍射

1、2-5 2-5 波波 的的 干涉干涉 和和 衍射衍射教學(xué)目標(biāo) 1。知道什么是波的衍射現(xiàn)象。 2。知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。 3。知道衍射是波的特有現(xiàn)象。 4。知道波的疊加原理 5。知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣 6。知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象教學(xué)重點(diǎn) 波的疊加原理 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。 波的干涉 1.一切波都能發(fā)生衍射2.衍射是波特有的現(xiàn)象butbut1波的獨(dú)立傳播原理波的獨(dú)立傳播原理 幾列波相遇幾列波相遇,都各自保持原來的運(yùn)都各自保持原來的運(yùn)動狀態(tài)動狀態(tài),獨(dú)立地向前傳播獨(dú)立地向前傳播,而互不干擾而互不干擾. 2 2、疊加原理、疊加原理2. 波的疊加波的疊加 幾列波相遇幾列波相

2、遇,在它們重疊的在它們重疊的區(qū)域里區(qū)域里,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時參介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時參與這幾列波引起的振動與這幾列波引起的振動, 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移的矢量和時引起的位移的矢量和.二、波的干涉二、波的干涉 兩列頻率相同的波相遇后，在振動著的水面上，兩列頻率相同的波相遇后，在振動著的水面上，出現(xiàn)了出現(xiàn)了一條條一條條從兩個波源中間伸展出來的從兩個波源中間伸展出來的相對平相對平靜靜的區(qū)域和的區(qū)域和激烈振動激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的上的位置是固定位置是固定的，而且的，而且相互隔開相互隔開這種這種現(xiàn)象叫現(xiàn)象叫做做波的干涉波的干

3、涉振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動加強(qiáng)振動減弱振動減弱振動減弱振動減弱振動減弱振動減弱s2s1x0tpx10ta1-a1x20t-a2a2a-as2s1x0tqx10ta1-a1x20t-a2a2a-as2s1x0tq若若a1=a2x10ta1-a1x20ta2-a2s2s1 對比分析：對比分析：兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖樣而要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象形成涉圖樣而要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的穩(wěn)定的干涉圖樣，干涉圖樣，則需要滿足一定的條件則需要滿足一定的條件3. 產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件1) 頻率相等頻率相等2) 相差恒定相差

4、恒定(步調(diào)恒定步調(diào)恒定)s1s2理解注意理解注意: :干涉干涉和和衍射衍射是波特有的現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象. . 兩列振動情況完全相同的機(jī)械波在兩列振動情況完全相同的機(jī)械波在空間疊加空間疊加, 使某些區(qū)域振動使某些區(qū)域振動加強(qiáng)加強(qiáng),某些區(qū)域某些區(qū)域振動振動減弱減弱,且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔相互間隔這這種現(xiàn)象種現(xiàn)象, 稱為波的干涉稱為波的干涉.1. 波的干涉及其圖樣波的干涉及其圖樣(教材教材p57: 第四自然段第四自然段)s1s2s1s22. 加強(qiáng)減弱區(qū)域的條件加強(qiáng)減弱區(qū)域的條件在兩波源同時朝同一方向起振時在兩波源同時朝同一方向起振時:1) 振動加強(qiáng)：振動加強(qiáng)：s = n nn2)

5、振動減弱：振動減弱：s = （2n+1） /2 nns1s2opqs1s2理解注意：理解注意：1）.穩(wěn)定的干涉圖樣穩(wěn)定的干涉圖樣:振動加強(qiáng)區(qū)振動加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)始終加強(qiáng),振動減弱區(qū)始終減弱振動減弱區(qū)始終減弱.2）.若兩列波的振幅若兩列波的振幅a1=a2=a,則則 ,振動加強(qiáng)區(qū)振幅為振動加強(qiáng)區(qū)振幅為2 a,振動減弱振動減弱區(qū)振幅為區(qū)振幅為0；若兩列波的振幅；若兩列波的振幅a1a2, 振動加強(qiáng)區(qū)振幅為振動加強(qiáng)區(qū)振幅為a1+a2,振動減弱區(qū)振幅振動減弱區(qū)振幅a1_a2.3）.振動加強(qiáng)區(qū)位移不一定始終振動加強(qiáng)區(qū)位移不一定始終大于振動減弱區(qū)的位移大于振動減弱區(qū)的位移. s1 、s2是兩個相同的波源，這兩個

6、波源發(fā)是兩個相同的波源，這兩個波源發(fā)生干涉時，在干涉區(qū)域內(nèi)有生干涉時，在干涉區(qū)域內(nèi)有a、b、c 三點(diǎn)，某三點(diǎn)，某時刻時刻a 點(diǎn)為兩列波的波峰相遇點(diǎn)為兩列波的波峰相遇,b點(diǎn)為兩列波的點(diǎn)為兩列波的波峰和波谷相遇，波峰和波谷相遇，c點(diǎn)為兩列波的波谷相遇，點(diǎn)為兩列波的波谷相遇，再經(jīng)過再經(jīng)過t/2，振動加強(qiáng)的點(diǎn)是，振動加強(qiáng)的點(diǎn)是 a. 只有只有a 點(diǎn)點(diǎn) b. 只有只有c點(diǎn)點(diǎn) c. a 點(diǎn)和點(diǎn)和c點(diǎn)點(diǎn) d. a 點(diǎn)和點(diǎn)和b 點(diǎn)點(diǎn) 練習(xí)：練習(xí)：水面上有水面上有a a、b b兩個振動情況完全相同的振動兩個振動情況完全相同的振動源，在源，在a a、b b連線的中垂線上有三個點(diǎn)連線的中垂線上有三個點(diǎn)a a、b b

7、、c c，已，已知某時知某時a a點(diǎn)是兩列波波峰和波峰相遇點(diǎn)，點(diǎn)是兩列波波峰和波峰相遇點(diǎn)，c c點(diǎn)是與點(diǎn)是與a a點(diǎn)點(diǎn)最近的波谷和波谷相遇點(diǎn)，最近的波谷和波谷相遇點(diǎn)，b b處在處在a a、c c之間，如下圖，之間，如下圖，以下說法正確的是：（以下說法正確的是：（ ）a a：a a振動加強(qiáng)，振動加強(qiáng)，c c點(diǎn)振動減弱點(diǎn)振動減弱b b：a a、c c點(diǎn)振動加強(qiáng)，點(diǎn)振動加強(qiáng)，b b點(diǎn)振動減弱點(diǎn)振動減弱c: ac: a、b b、c c點(diǎn)振動都加強(qiáng)點(diǎn)振動都加強(qiáng)d d：a a、c c點(diǎn)振動加強(qiáng)，點(diǎn)振動加強(qiáng)，b b點(diǎn)振動不確定點(diǎn)振動不確定ababcc c現(xiàn)象現(xiàn)象: :干涉和衍射是一切波所特有的現(xiàn)象干涉和衍射是一切波所特有的現(xiàn)象條件條件: :兩列波頻率相同相位相同兩列波頻率相同相位相同波的疊加原理：波的疊加原理：規(guī)律規(guī)律加強(qiáng)加強(qiáng)減弱減弱ssnnss（2n