波的衍射和干涉PPT专业课件.pptx

波的干涉和衍射,我们知道机械波遇到挡板会发生反射（回声），如果把挡板换成一个小障碍物，且障碍物的尺寸较小，则波将会怎样运动呢？,导入：在水塘里，激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物会绕过它继续传播,一、波的衍射,1.定义,波可以绕过障碍物继续传播的现象,波发生衍射时，波长和频率及速度均不变，但由于能量损失使振幅减少,视频1,衍射现象不明显,衍射现象很明显,视频2,实验一：波长不变的情况下，观察狭缝宽对水波的衍射现象的影响,2.实验演示,在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源和孔的两边的两条直线所限制的区域里传当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，衍射现象明显,现象：,狭缝宽度比波长大得多的情况下，波的传播如同直线传播，衍射现象不明显，观察不到衍射现象狭缝宽度跟波长相差不多时或者狭缝宽度比波长更小的情况下，发生明显的衍射现象；,实验二：在狭缝宽度不变的情况下，观察波长对衍射现象的影响,即缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更短。,3.明显衍射的条件,与障碍物（狭缝）尺寸相比波长越长衍射现象越明显,1.一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。2.凡是能发生衍射现象的就是波。3.衍射现象总是存在的,只是明显和不明显的差异4.通常波长较长的波容易产生明显的衍射但当孔的尺寸过小于波长时尽管衍射十分突出，由于衍射波的能量很弱，衍射现象不易观察到。,4、说明,切记产生明显衍射的条件,为什么用超声波定位，而不用普通声波定位？,阅读思考：,区分折射和衍射！,eg:密闭的铁桶中的人可以听到外面的声音，这是声音发生折射到了桶内，又由桶内空气传入人耳,甲介质,乙介质,1、站在墙外的人,可以听到墙的另一侧有人谈话,但看不到谈话人,这是因为().(A)声波能发生衍射,而光波根本不能衍射(B)声波是纵波容易发生衍射,而光波是横波不容易发生衍射(C)声波的波速较小易于衍射,而光波的波速大难于衍射(D)声波的波长较长衍射现象明显,而光波的波长非常短衍射现象不明显,D,例1.下列现象或事实属于衍射现象的是()A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.水波前进方向上遇到凸出水面的小石子,小石子对波的传播没有影响.D.晚上看到水中月亮的倒影,C,一.为什么能“闻其声不见其人”二.为什么光波衍射现象不明显,分析：声波和光波都可以发生衍射现象。声波的波长范围是1.7cm到17m，与一般障碍物的尺寸相比差不多，或比其大，故声波的衍射现象极为明显；而光的波长范围在0.4m到0.8m之间，因此，自然界中障碍物的尺寸远于光的波长，光波的衍射现象不明显,说一说：,在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是5HZ,水波在槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为()10cm5cmd1cmd1cm,D,一、波的叠加,两列波相遇后，彼此穿过，仍保持各自的运动特征，继续传播,例:a众多说话声中,能辨别出某个人的声音.b乐队中各乐器演奏的独立性.,波传播的独立性,演示实验,波的叠加原理,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。,叠加原理适用于一切波,观察周期相同的两列波叠加,同频率水波的叠加,演示水波盘干涉,水面上出现了一条条相对平静的区域和相对激烈振动的区域，并且位置是稳定不变的！,振动加强,振动加强,振动加强,振动加强,振动减弱,振动减弱,振动减弱,P点振动最强（振幅为A1A2）,波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇处振动加强,P点振动最强（振幅为2A）,点振动最弱（振幅为A1A2）,波峰与波谷相遇处振动减弱。,点不振动（振幅为零）,M点振幅介于（A1+A2）与A1A2之间,振动加强点：波峰波峰相遇或波谷波谷相遇,振动减弱点：波峰与波谷相遇,3.注意:发生干涉时，加强区域和减弱区域的位置是确定的，即加强点始终加强，减弱点始终减弱.不论是加强区还是减弱区各质点都做与波源相同的振动，各质点的位移是周期性变化的.,振动加强点位移总是最大么，振动减弱点位移总是零么？,想一想,加强qu:两列波引起的振动方向始终相同。,减弱qu：两列波引起的振动方向始终相反。,振动加强点(区）：1、波峰波峰相遇或波谷波谷相遇,振动减弱点（区）：1、波峰与波谷相遇,3.注意:发生干涉时，加强区域和减弱区域的位置是确定的，即加强点始终加强，减弱点始终减弱.不论是加强区还是减弱区各质点都做与波源相同的振动，各质点的位移是周期性变化的.,注意：振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱,2、振幅最大,若两列波振幅相等时振幅为2A位移从2A0-2A周期性变化,2、振幅最小，若两列波振幅相等时振幅为0位移始终为0（不振动）,加强区质点振动的振幅大，但位移不一定大，有可能为零；,减弱区质点的振幅小，但位移不一定小。,位移不是始终最大,波的干涉图样,把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的,1、概念：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，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。干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样,二波的干涉：,3、产生干涉的条件：,一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象，但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。（我们所说的干涉是指稳定的干涉）,（1）两列波产生干涉的必要条件：频率必须相等、相差恒定、两列波共面同线,（2）干涉是波叠加的特例一切波都能发生干涉现象，干涉和衍射一样都是波特有的现象,能发生干涉的波源称为相干波源。,声波、水波、光波都能发生干涉和衍射现象。,1.关于两列波的干涉现象，下列说法中正确的是（）A.任意两列波都能产生干涉现象B.发生干涉现象的两列波，它们的频率一定相同C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷D.