机械波的干涉(衍射)ppt课件

2 5波的干涉和衍射 教学目标 1 知道什么是波的衍射现象 2 知道波发生明显衍射现象的条件 3 知道衍射是波的特有现象 4 知道波的叠加原理 5 知道什么是波的干涉现象和干涉图样 6 知道干涉现象也是波所特有的现象 教学重点 波的叠加原理波发生明显衍射现象的条件 波的干涉 生活中的物理现象 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 会绕过它们继续传播 好象它们并不存在 实例3 一叶障目不见泰山 光的 转弯 现象却很难被观察到 实例2 闻其声不见其人 声波 绕弯 生活中的物理现象 一 波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射 1 一切波都能发生衍射 2 衍射是波特有的现象 说明 波可 绕弯 进一步研究证明 当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时 衍射现象十分明显 二 什么条件下会发生明显衍射现象 障碍物尺寸较小 几乎无阻挡 绕弯 明显 尺寸较大 绕弯 不明显 孔的尺寸较小 绕弯 明显 尺寸较大 绕弯 不明显 闻其声而不见其人 一叶障目 不见泰山 but 已知声波的波长范围是1 7cm到17m 而可见光的波长范围在0 4 m到0 8 m 三 你现在能予以解释吗 生活中的物理现象 实例1 同一条直线的两列绳波在传播 各自保持原来的运动状态 独立地向前传播 而互不干扰 各自保持原来的运动状态 独立地向前传播 而互不干扰 生活中的物理现象 实例2 同一水平面两列水波在传播 生活中的物理现象 实例3 同一个空间里各种乐器齐奏时不同的声波在传播 各自保持原来的运动状态 独立地向前传播 而互不干扰 波的独立性原理 两列波相遇后 各自保持原来的运动状态 独立地向前传播 而互不干扰 1波的独立传播原理 几列波相遇 都各自保持原来的运动状态 独立地向前传播 而互不干扰 波的叠加原理 在两列波重叠的区域里 每一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和 2 叠加原理 2 波的叠加 几列波相遇 在它们重叠的区域里 介质中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 二 波的干涉 两列频率相同的波相遇后 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 这种现象叫做波的干涉 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 干涉图样 由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样 P点振动最强 振幅为A1 A2 A A 点振动最弱 振幅为 A1 A2 A A 点不振动 振幅为零 若A1 A2 对比分析 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样 而要产生干涉现象形成稳定的干涉图样 则需要满足一定的条件 干涉的必要条件 两列波的频率和振动方向相同 3 产生稳定干涉的条件 1 频率相等 2 相差恒定 步调恒定 理解注意 干涉和衍射是波特有的现象 两列振动情况完全相同的机械波在空间叠加 使某些区域振动加强 某些区域振动减弱 且加强区与减弱区相互间隔这种现象 称为波的干涉 1 波的干涉及其图样 教材P57 第四自然段 2 加强减弱区域的条件 在两波源同时朝同一方向起振时 1 振动加强 S n n N 2 振动减弱 S 2n 1 2n N 理解注意 1 稳定的干涉图样 振动加强区始终加强 振动减弱区始终减弱 2 若两列波的振幅A1 A2 A 则 振动加强区振幅为2A 振动减弱区振幅为0 若两列波的振幅A1 A2 振动加强区振幅为A1 A2 振动减弱区振幅A1 A2 3 振动加强区位移不一定始终大于振动减弱区的位移 实验证明 水波 声波 光波 电磁波等一切波只要满足条件都能发生干涉现象 干涉和衍射一样都是波特有的现象 空旷的操场上放置两个相同的扬声器 当我们运动时可以听到的声音忽强忽弱就是声波干涉的结果 生活中的物理现象 S1 S2是两个相同的波源 这两个波源发生干涉时 在干涉区域内有a b c三点 某时刻a点为两列波的波峰相遇 b点为两列波的波峰和波谷相遇 c点为两列波的波谷相遇 再经过T 2 振动加强的点是A 只有a点B 只有c点C a点和c点D a点和b点 练习 水面上有A B两个振动情况完全相同的振动源 在A B连线的中垂线上有三个点a b c 已知某时a点是两列波波峰和波峰相遇点 c点是与a点最近的波谷和波谷相遇点 b处在a c之间 如下图 以下说法正确的是 A a振动加强 c点振动减弱B a c点振动加强 b点振动减弱C a b c点振动都加强D a c点振动加强 b点振动不确定 A B a b c C 现象 干涉和衍射是一切波所特有的现象 波的叠