粤教版高中物理选修3-4波的干涉与衍射.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一、波的干涉 1.波的叠加原理 (1)波的独立传播:几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播下去。 (2)波的叠加:在几列波重叠的区域里,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。 2.波的干涉 (1)在两列频率相同的波相遇的区域,某些区域的振动始终加强、某些区域的振动始终减弱的现象。形成的图样常常叫做干涉图样。 (2)产生干涉的两个必要条件:两列波的频率必须相同和两个波源的相位差保持不变。 (3)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象。 目标导航 预习导引 一 二 旋转一只敲响的音叉,会听到声音时大时小,说明产生了干涉,但两个人一起说话,旁边走动的人为什么听不到声音忽大忽小? 提示 音叉的两个臂完全相同,产生同频率的声波,能相互干涉,而两个人讲话的频率不可能相同且不断变化,所以不能干涉。 目标导航 预习导引 一 二 二、波的衍射 1.定义 波绕过障碍物继续传播的现象。 2.发生明显衍射的条件 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。 3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象。 目标导航 预习导引 一 二 在日常生活中我们常遇到“不见其人,先闻其声”的现象,为什么看不到人却能听到他发出的声音呢? 提示 声波的波长比较长,容易衍射,而光波波长短,不容易衍射,所以会有“不见其人,先闻其声”的现象。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、波的叠加与波的干涉现象 1.波的独立传播 几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播。即各自的波长、频率等保持不变。 2.关于干涉的条件 波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。但稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列同类的波,并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。如果两列波的频率不相等,在同一种介质中传播时其波长就不相等,这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉图样,只能是一般的振动叠加现象。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 3.关于加强点(区)和减弱点(区) (1)加强点:在某些点两列波引起的振动始终加强,质点的振动最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2。 (2)减弱点:在某些点两列波引起的振动始终相互削弱,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于零,水面保持平静。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 4.干涉图样及其特征 (1)干涉图样:如图所示。 (2)特征:①加强区和减弱区的位置固定不变。 ②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。 ③加强区与减弱区互相间隔。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例1】 (多选)如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示波谷。下列说法正确的是(　　) A. a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱 B. e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间 C. 经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换 D. 经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 思路分析:解答本题的关键有以下三点: (1)波的干涉图样所表示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况。 (2)形成干涉图样的所有质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向也在不停地变化着。 (3)对于稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。 解析:a点是波谷和波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、d两点是波峰和波谷相遇的点,都是振动减弱的点,选项A正确。e点位于加强点的连线上,仍为加强点,f点位于减弱点的连线上,仍为减弱点,选项B错误。相干波叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,选项C错误。形成干涉图样的质点都在不停地做周期性振动,经半个周期后,振动步调相反,选项D正确。 答案:AD 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是(　　) A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加 B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移可能是零 D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析:根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A选项错误。两列频率相同的波相遇时,振动加强的