波的衍射和干涉(含多个演示动画).pptVIP

几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 波的叠加原理 生活中波的独立传播和叠加 开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。 想一想 实验结果：两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 1、定义： 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 2、干涉图样：由波的干涉所形成的图样 波的干涉(interference) 特征——振动加强的区域总是加强，振动减弱的区域总是减弱。 把相应的振动最激烈的质点连起来，就是振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，就是振动减弱区，且振动加强区和振动减弱区是相互间隔着出现的。 波的干涉(interference) 为什么两列波相遇时能出现振动始终加强的区域呢？ 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，质点的位移都是最大，等于这两列波的振幅之和，因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。 思考与讨论 为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域呢？ 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 思考与讨论 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。 形成稳定干涉图样的条件 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，产生稳定明显的干涉图样的条件是两列波的频率相同，相位差恒定，且振幅相差不多。 注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。 振动加强的区域始终加强是不是指该处的质点的振动位移总是为最大值？振动减弱的区域始终减弱是不是指该处的质点的振动位移总是为最小值？ 结论：振动加强（或减弱）的区域是指质点的振幅达最大值（或最小值），而不是指振动的位移，因为不管是加强区还是减弱区，质点都在作振动，它们的位移是时刻在变化的。 思考与讨论 试从水波的干涉图样中分析出各加强区处的任一质点到两波源之间的距离存在什么规律？减弱区呢？ 思考与讨论 1、若P点为振动加强点： 假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长为λ，则有 （n = 0,1,2,……） 则有P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍。 2、若P点为振动减弱点： 则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。 （n = 0,1,2,……） 波的干涉 生活实例：声波的干涉——操场上装有很多个相同的扬声器，当它们同时发声时，若绕操场一周，将会听到某些地方声音加强，某些地方声音减弱。 生活中波的干涉实例 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 2、水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更不明显，可以（ ） A、增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B、增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C、缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D、缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率 A 课堂练习 3、下列关于波的衍射图象正确的是（ ） BC 注意:有孔衍射的子波源在小孔处 课堂练习 4、如图所示，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 5、下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（ ） A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前