波的干涉和衍射PPT课件

1、波的干涉和衍射 波的干涉和衍射波的干涉和衍射 波的干涉和衍射 波的干涉和衍射 1 1、波在叠加时的特点、波在叠加时的特点 1 2 1 2 1 2 实际波型 波的干涉和衍射 1 2 1 2 （2 2）相遇后，各列波独立传播）相遇后，各列波独立传播 （1 1）相遇时，位移是两列波分别产生）相遇时，位移是两列波分别产生 的位移的矢量和。的位移的矢量和。 波的干涉和衍射 2 2、波叠加原理：、波叠加原理： 几列波相遇后能够保持各自的运动状态继几列波相遇后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所产生的振动，质点点同时参与这几

2、列波所产生的振动，质点 振动的位移等于这几列波单独传播时引起振动的位移等于这几列波单独传播时引起 的位移的矢量和的位移的矢量和 波的干涉和衍射 波的独立性原理波的独立性原理 3 3、波的独立性原理、波的独立性原理 两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，两列波相遇后，彼此穿过，继续传播， 波波 的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也 就是说，相遇后，它们都保持各自的运动就是说，相遇后，它们都保持各自的运动 状态，彼此都没有受到影响状态，彼此都没有受到影响 波的干涉和衍射 二二 、波的干涉、波的干涉 波的干涉和衍射 频率相同的两列波段叠加，使某些区频率相同的两列波段叠

3、加，使某些区 域的振动加强，有些区域的振动减弱，并域的振动加强，有些区域的振动减弱，并 且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，且振动加强和振动减弱的区域相互间隔， 这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做 波的干涉图样。波的干涉图样。 波的干涉波的干涉1 1、波的干涉、波的干涉 波的干涉和衍射 两列波相遇叠加不一定能得到稳定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，则需要满足一定形成稳定的干涉图样，则需要满足一定 的条件的条件 产生干涉的条件：两列波的频率必产生干涉的条件：两列波的频率必

4、须相同须相同 一切波（只要满足条件）都能发一切波（只要满足条件）都能发 生干涉现象，干涉是波特有的现象生干涉现象，干涉是波特有的现象 2 2、产生波的干涉的条件、产生波的干涉的条件 波的干涉和衍射 到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: : 若两波源振动情况完全相同若两波源振动情况完全相同 到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: : 若两波源振动情况完全相反若两波源振动情况完全相反 加强加强SSnn 减弱减弱 SS（2n2n1 1）2 2 减弱减弱SSnn 加强加强 SS（2n2n1 1）2 2 （n n0 0、1 1、2 2、33）

5、 3 3、波的干涉规律、波的干涉规律 波的干涉和衍射 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波如果在某一时刻，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，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，水面保波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保 持平静持平静 4 4、对波的干涉、对波的干涉 的解释的解释 如果在某一时刻，在水面上的某一点

6、是两列波的如果在某一时刻，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，就变成波谷波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷 和波谷和波谷 相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷 相遇相遇 时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；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，因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点， 质点的振动最激烈质点的振动最激烈. . 波的干涉和衍射 w把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；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，为振动减相应的振动最不激烈或

7、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弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 注意注意： （1）振动加强的区）振动加强的区 域振动始终加强，振域振动始终加强，振 动减弱的区域振动始动减弱的区域振动始 终减弱终减弱 （2）振动加强（减）振动加强（减 弱）的区域是指质点弱）的区域是指质点 的振幅大（小），而的振幅大（小），而 不是指振动的位移大不是指振动的位移大 （小），因为位移是（小），因为位移是 在时刻变化的在时刻变化的 波的干涉和衍射 三、波的衍射三、波的衍射 现象：现象：水波绕过小孔继续传播水波绕过小孔继续传播 波的衍射：波可以绕过障碍物继续波的衍射：波可以绕过

8、障碍物继续 传播的现象叫做波的衍射传播的现象叫做波的衍射 一切波都能发生衍射一切波都能发生衍射 衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象 小孔衍射小孔衍射障碍物衍射障碍物衍射 波的干涉和衍射 结论：结论： w窄缝宽度跟波长相差不多时，有明窄缝宽度跟波长相差不多时，有明 显的衍射现象；显的衍射现象； w窄缝宽度比波长大得越多，衍射现窄缝宽度比波长大得越多，衍射现 象越不明显；象越不明显； w窄缝宽度跟波长相比非常大时，水窄缝宽度跟波长相比非常大时，水 波将直线传播，观察不到衍射现波将直线传播，观察不到衍射现 象象 波的干涉和衍射 发生明显衍射现象的条件：发生明显衍射现象的条件： w只有缝、孔的宽度或

9、障碍物的尺寸跟波长只有缝、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，才能观察相差不多，或者比波长更小时，才能观察 到明显的衍射现象到明显的衍射现象 w注意：一切波都能发生衍射，而要发生明注意：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，不易被我们观察到衍射现象不明显，不易被我们观察到 波的干涉和衍射 现象现象: : 干涉和衍射是一切波所特有的现象干涉和衍射是一切波所特有的现象 条件条件: : 两列波频率相同两列波频率相同 波的叠

10、加原理：波的叠加原理： 规律规律 减弱减弱 加强加强 SSnn SS（2n2n1 1） 2 2 （n n0 0、1 1、2 2、33） 小结小结 波的干涉波的干涉 波的衍射波的衍射 小孔或障碍物的尺寸小于或等于小孔或障碍物的尺寸小于或等于 波长时能发生明显的衍射现象波长时能发生明显的衍射现象 波的干涉和衍射 练习：练习：如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波 的干涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠的干涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠 加的结果正确的描述是加的结果正确的描述是 ( ) A在在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰点出现波峰

11、后，经过半个周期该点还是波峰 BB点在干涉过程中振幅始终为零点在干涉过程中振幅始终为零 C两波在两波在B点路程差是波长的整数倍点路程差是波长的整数倍 D当当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰 B S1 S2 A B D C 波的干涉和衍射 练习：练习：水面上有水面上有A A、B B两个振动情况完全相同的振动两个振动情况完全相同的振动 源，在源，在A A、B B连线的中垂线上有三个点连线的中垂线上有三个点a a、b b、c c，已，已 知某时知某时a a点是两列波波峰和波峰相遇点，点是两列波波峰和波峰相遇点，c c点是与点是与a a点点 最近的波谷和波谷相遇点，最近的波谷和波谷相遇点，b b处在处在a a、c c之间，如下图，之间，如