波的衍射和干涉（含動(dòng)畫）課件

波的干涉和衍射波的干涉和衍射1我們知道機(jī)械波遇到擋板會發(fā)生反射（回聲），如果把擋板換成一個(gè)小障礙物，且障礙物的尺寸較小，則波將會怎樣運(yùn)動(dòng)呢？導(dǎo)入：在水塘里，激起的水波遇到小石、蘆葦?shù)燃?xì)小的障礙物會繞過它繼續(xù)傳播我們知道機(jī)械波遇到擋板會發(fā)生反射（回聲），如果把擋板換成一個(gè)2一、波的衍射1.定義波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波發(fā)生衍射時(shí)，波長和頻率及速度均不變，但由于能量損失使振幅減少視頻1一、波的衍射1.定義波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波發(fā)生衍3衍射現(xiàn)象不明顯．衍射現(xiàn)象很明顯．視頻2衍射現(xiàn)象不明顯．衍射現(xiàn)象很明顯．視頻24實(shí)驗(yàn)一：波長不變的情況下，觀察狹縫寬對水波的衍射現(xiàn)象的影響2.實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)一：波長不變的情況下，觀察狹縫寬對水波的衍射現(xiàn)象的影響25

在水波槽中，在波源前方放一個(gè)有孔的屏，使波源振動(dòng)產(chǎn)生水波．當(dāng)孔較大時(shí)發(fā)現(xiàn)水波經(jīng)過孔后在連接波源和孔的兩邊的兩條直線所限制的區(qū)域里傳當(dāng)孔較小時(shí)發(fā)現(xiàn)孔后的整個(gè)區(qū)域里傳播著以孔為中心的圓形波，衍射現(xiàn)象明顯．在水波槽中，在波源前方放一個(gè)有孔的屏，使波源振動(dòng)產(chǎn)生水6波的衍射和干涉（含動(dòng)畫）ppt課件7現(xiàn)象：狹縫寬度比波長大得多的情況下，波的傳播如同直線傳播，衍射現(xiàn)象不明顯，觀察不到衍射現(xiàn)象狹縫寬度跟波長相差不多時(shí)或者狹縫寬度比波長更小的情況下，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；現(xiàn)象：狹縫寬度比波長大得多的情況下，波的傳播如同直線傳播，衍8實(shí)驗(yàn)二：在狹縫寬度不變的情況下，觀察波長對衍射現(xiàn)象的影響實(shí)驗(yàn)二：在狹縫寬度不變的情況下，9即縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更短。3.明顯衍射的條件與障礙物（狹縫）尺寸相比波長越長衍射現(xiàn)象越明顯即縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更短。3.101.一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。2.凡是能發(fā)生衍射現(xiàn)象的就是波。3.衍射現(xiàn)象總是存在的,只是明顯和不明顯的差異4.通常波長較長的波容易產(chǎn)生明顯的衍射但當(dāng)孔的尺寸過小于波長時(shí)盡管衍射十分突出，由于衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不易觀察到。4、說明切記產(chǎn)生明顯衍射的條件1.一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。4、說明切記產(chǎn)11為什么用超聲波定位，而不用普通聲波定位？閱讀思考：區(qū)分折射和衍射！eg:密閉的鐵桶中的人可以聽到外面的聲音，這是聲音發(fā)生折射到了桶內(nèi)，又由桶內(nèi)空氣傳入人耳甲介質(zhì)乙介質(zhì)為什么用超聲波定位，而不用普通聲波定位？閱讀思考：區(qū)分折121、站在墻外的人,可以聽到墻的另一側(cè)有人談話,但看不到談話人,這是因?yàn)?).(A)聲波能發(fā)生衍射,而光波根本不能衍射(B)聲波是縱波容易發(fā)生衍射,而光波是橫波不容易發(fā)生衍射(C)聲波的波速較小易于衍射,而光波的波速大難于衍射(D)聲波的波長較長衍射現(xiàn)象明顯,而光波的波長非常短衍射現(xiàn)象不明顯D1、站在墻外的人,可以聽到墻的另一側(cè)有人談話,但看不到談話人13例1.下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是()A.風(fēng)從窗戶吹進(jìn)來B.雪堆積在背風(fēng)的屋后C.水波前進(jìn)方向上遇到凸出水面的小石子,小石子對波的傳播沒有影響.D.晚上看到水中月亮的倒影C例1.下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于衍射現(xiàn)象的是()C14

一.為什么能“聞其聲不見其人”二.為什么光波衍射現(xiàn)象不明顯分析：聲波和光波都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象。聲波的波長范圍是1.7cm到17m，與一般障礙物的尺寸相比差不多，或比其大，故聲波的衍射現(xiàn)象極為明顯；而光的波長范圍在0.4μm到0.8μm之間，因此，自然界中障礙物的尺寸遠(yuǎn)于光的波長，光波的衍射現(xiàn)象不明顯說一說：一.為什么能“聞其聲不見其人”分析：聲波和15

在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中,若打擊水面的振子的頻率是5HZ,水波在槽中的傳播速度為0.05m/s,為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象,小孔直徑d應(yīng)為()10cm5cmd>1cmd<1cmD在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中,若打擊水面的振子的頻率是5HZ16一、波的疊加兩列波相遇后，彼此穿過，仍保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播．

例:

a眾多說話聲中,能辨別出某個(gè)人的聲音.b樂隊(duì)中各樂器演奏的獨(dú)立性.——波傳播的獨(dú)立性演示實(shí)驗(yàn)一、波的疊加兩列波相遇后，彼此穿過，仍保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼17波的疊加原理幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。疊加原理適用于一切波波的疊加原理幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)傳播，疊18觀察周期相同的兩列波疊加同頻率水波的疊加演示水波盤干涉觀察周期相同的兩列波疊加同頻率水波的疊加演示水波盤干涉19水面上出現(xiàn)了一條條相對平靜的區(qū)域和相對激烈振動(dòng)的區(qū)域，并且位置是穩(wěn)定不變的！水面上出現(xiàn)了一條條相對平靜的區(qū)域和相對激烈振動(dòng)的區(qū)域，并且位20振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱21x10tx20tx0tPP點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)（振幅為A1＋A2）波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇處振動(dòng)加強(qiáng)x10tx20tx0tPP點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)（振幅為A1＋A2）波峰22x10tx0tPP點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)（振幅為2A）x20tx10tx0tPP點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)（振幅為2A）x20t23x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)振動(dòng)最弱（振幅為｜A1－A2｜）波峰與波谷相遇處振動(dòng)減弱。x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)振動(dòng)最弱（振幅為｜A1－A2｜）24x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)不振動(dòng)（振幅為零）x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)不振動(dòng)（振幅為零）25x10tx0tMM點(diǎn)振幅介于（A1+A2）與｜A1－A2｜之間x20tx10tx0tMM點(diǎn)振幅介于（A1+A2）與｜A1－A2｜之26振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)：波峰—波峰相遇或波谷—波谷相遇振動(dòng)減弱點(diǎn)：波峰與波谷相遇3.注意:發(fā)生干涉時(shí)，加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域的位置是確定的，即加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，減弱點(diǎn)始終減弱.不論是加強(qiáng)區(qū)還是減弱區(qū)各質(zhì)點(diǎn)都做與波源相同的振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的位移是周期性變化的.

振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)位移總是最大么，振動(dòng)減弱點(diǎn)位移總是零么？想一想加強(qiáng)qu:兩列波引起的振動(dòng)方向始終相同。減弱qu：兩列波引起的振動(dòng)方向始終相反。振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)：振動(dòng)減弱點(diǎn)：振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)位移總是最大么，想一想加27振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)(區(qū)）：1、波峰—波峰相遇或波谷—波谷相遇振動(dòng)減弱點(diǎn)（區(qū)）：1、波峰與波谷相遇3.注意:發(fā)生干涉時(shí)，加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域的位置是確定的，即加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，減弱點(diǎn)始終減弱.不論是加強(qiáng)區(qū)還是減弱區(qū)各質(zhì)點(diǎn)都做與波源相同的振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的位移是周期性變化的.注意：振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱．2、振幅最大,若兩列波振幅相等時(shí)振幅為2A

位移從2A～0～

-2A周期性變化2、振幅最小，若兩列波振幅相等時(shí)振幅為0

位移始終為0（不振動(dòng)）

加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅大，但位移不一定大，有可能為零；

減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅小，但位移不一定小。位移不是始終最大振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)(區(qū)）：振動(dòng)減弱點(diǎn)（區(qū)）：注意：振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)28Ｓ1Ｓ2Ｓ1Ｓ229波的干涉圖樣

把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)減弱區(qū)．振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互隔開的．波的干涉圖樣把301、概念：

頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振幅加大，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉。干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣二．波的干涉：1、概念：二．波的干涉：313、產(chǎn)生干涉的條件：一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象，但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)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件。（我們所說的干涉是指穩(wěn)定的干涉）（1）兩列波產(chǎn)生干涉的必要條件：頻率必須相等、相差恒定、兩列波共面同線

（2）干涉是波疊加的特例一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象．能發(fā)生干涉的波源稱為相干波源。聲波、水波、光波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。3、產(chǎn)生干涉的條件：一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波特有的現(xiàn)象321.關(guān)于兩列波的干涉現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A.任意兩列波都能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B.發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同C.在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷D.在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，質(zhì)點(diǎn)的位移不可能是0練習(xí)：答案：B1.關(guān)于