《波的干涉和衍射》參考課件2

第二章機(jī)械波波的干涉和衍射1.1波的疊加一、波的干涉由此可知：兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動狀態(tài)，彼此都沒有受到影響．

波疊加原理：幾列波在同一介質(zhì)中傳播，在介質(zhì)中某一點(diǎn)（或某一區(qū)域）相遇時，每一列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)沿著原來的方向向前傳播，彼此之間互不影響，好像沒有遇到另一列波一樣，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時參與這幾列波所產(chǎn)生的振動，每一質(zhì)點(diǎn)仍然是在各自的平衡位置附近做振動．質(zhì)點(diǎn)振動的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移的矢量和．1.2、波的干涉由此可知：這兩列波相遇后，在振動著的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開．波的干涉波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(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（如上頁圖）．干涉的解釋如果在某一時刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇時，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動最激烈.如果在某一時刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動的振幅就等于零，水面保持平靜．

把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動減弱區(qū)．振動加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的．

注意：（1）振動加強(qiáng)的區(qū)域振動始終加強(qiáng)，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱．（2）振動加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（小），而不是指振動的位移大（?。?，因為位移是在時刻變化的．1.3、產(chǎn)生干涉的條件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．

產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率必須相同．

4、一切波（只要滿足條件）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．1、波的干涉波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉．2、干涉的解釋3、產(chǎn)生干涉的條件兩列波的頻率必須相同．4、一切波（只要滿足條件）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．小結(jié):二、波的衍射波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象實(shí)驗一:水波的衍射現(xiàn)象及在波長一定的情況狹縫寬對衍射實(shí)驗的影響現(xiàn)象：水波繞過小孔或障礙物繼續(xù)傳播．

說明:①衍射是波特有的現(xiàn)象;一切波都能發(fā)生衍射．②衍射現(xiàn)象總是存在的,只有明顯和不明顯的差異.

實(shí)驗二、在狹縫寬度一定的情況下，波長對衍射實(shí)驗的影響結(jié)論：

障礙物較大時對波有影響,較小時對波沒有影響,即障礙物比較小時能發(fā)生明顯衍射.

窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯的衍射現(xiàn)象

窄縫寬度比波長大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯；

窄縫寬度跟波長相比非常大時，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象．結(jié)論：

說明:①障礙物或孔的尺寸大小,并不是決定衍射能否發(fā)生的條件,僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件.一般情況下,波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象.

發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：

障礙物或孔的尺寸比波長小,或跟波長相差不多.②波傳到小孔(或障礙物)時,小孔(或障礙物)仿佛是一個新的波源,由它發(fā)出與原來同頻率的波(稱子波)在孔后傳播,于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象.③當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長時盡管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射現(xiàn)象不容易觀察到.一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象.例1.下列現(xiàn)象或事實(shí)屬于