高中物理 第十二章 机械波 第4节 波的衍射和干涉课件 新人教版选修34.ppt

第十二章机械波 第四节波的衍射和干涉 实例1 在水塘里 微风激起的水波遇到突出水面的小石子 芦苇 会绕过他们继续传播 好象他们并不存在 实例2 听其声不见其人 实例3 隔墙有耳 波的衍射 现象 水波绕过小孔继续传播 衍射现象 波能绕过障碍物继续传播的现象 叫做波的衍射 衍 展延之意波的衍射 波展延到 影子 区域里的现象 衍射是所有波共有的一种现象 一切波都能发生衍射 同时 它也是波所特有的现象 发生明显衍射现象的条件 结论 窄缝宽度跟波长相差不多时 有明显的衍射现象 窄缝宽度比波长大得越多 衍射现象越不明显 窄缝宽度跟波长相比非常大时 水波将直线传播 观察不到衍射现象 水波的衍射 只有缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多 或者比波长更小时 才能观察到明显的衍射现象 注意 一切波都能发生衍射 而要发生明显的衍射现象须满足上述条件 当不满足上述条件时 衍射现象仍存在 只不过是衍射现象不明显 不易被我们观察到 发生明显衍射现象的条件 1 波的独立作用原理 几列波在传播时 无论是否相遇 都将保持各自原有特性 频率 波长 振幅 振动方向 不变 互不干扰地各自独立传播 2 波的叠加原理 在相遇区域内任一点的振动 为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和 波的叠加原理 1 干涉现象 频率相同的两列波相遇区域内振动在空间上出现稳定的周期性的强弱分布的现象 1 频率相同 2 振动方向相同 3 同相或相位差恒定 满足上述三条件的波称为相干波 其波源称为相干波源 2 相干波条件 波的干涉现象 加强 减弱 波的干涉 波的干涉 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 干涉图样 由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样 如上页图 干涉的解释 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 质点的位移最大 等于两列波的振幅之和 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 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 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 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 注意 1 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 振动加强 减弱 的区域是指质点的振幅大 小 而不是指振动的位移大 小 因为位移是在时刻变化的 振动加强点的位置 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 n 0 1 2 3 p点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍 半个波长的偶数倍 波的干涉 p点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍 振动减弱点的位置 n 0 1 2 3 在同一均匀介质中有s1 s2两个波源 这两个波源的频率相同 s1 s2相距两个波长 b点为s1 s2直线的中点 今以b为圆心以r 为半径画圆 问在该圆周上 s1 s2两点除外 共有几个振动加强点 答案6个 解 设a点为振动加强点 则有 s1a s2a n 由图中可知 n 0