高中物理 第十二章 機(jī)械波 第4節(jié) 波的衍射和干涉課件 新人教版選修34
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高中物理 第十二章 機(jī)械波 第4節(jié) 波的衍射和干涉課件 新人教版選修34
第十二章第十二章 機(jī)械波機(jī)械波第四節(jié)第四節(jié) 波的衍射和干涉波的衍射和干涉實例實例1、在水塘里,微風(fēng)激起的、在水塘里,微風(fēng)激起的水波遇到突出水面水波遇到突出水面 的小石子、的小石子、蘆蘆 葦,會繞過他們繼續(xù)傳播,葦,會繞過他們繼續(xù)傳播,好象他好象他 們并不存在們并不存在 實例實例2、聽其聲不見其人。、聽其聲不見其人。 實例實例3、隔墻有耳、隔墻有耳波的衍射波的衍射現(xiàn)象:水波繞過小孔繼續(xù)傳播 衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象 波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象,叫做波的衍射?,F(xiàn)象,叫做波的衍射。衍衍展延之意展延之意波的衍射波的衍射波展延到波展延到“影子影子”區(qū)域區(qū)域里的現(xiàn)象。里的現(xiàn)象。衍射是所有波共有的一種現(xiàn)象,一衍射是所有波共有的一種現(xiàn)象,一切波都能發(fā)生衍射同時,它也是切波都能發(fā)生衍射同時,它也是波所特有的現(xiàn)象波所特有的現(xiàn)象發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 結(jié)論結(jié)論:窄縫寬度跟波長相差不多時,有明顯窄縫寬度跟波長相差不多時,有明顯的衍射現(xiàn)象;的衍射現(xiàn)象;窄縫寬度比波長大得越多,衍射現(xiàn)象窄縫寬度比波長大得越多,衍射現(xiàn)象越不明顯;越不明顯;窄縫寬度跟波長相比非常大時,水波窄縫寬度跟波長相比非常大時,水波將直線傳播,觀察不到衍射現(xiàn)象將直線傳播,觀察不到衍射現(xiàn)象 只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象到明顯的衍射現(xiàn)象 注意注意:一切波都能發(fā)生衍射,一切波都能發(fā)生衍射,而要發(fā)生明顯而要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象須滿足上述條件,當(dāng)不滿足上的衍射現(xiàn)象須滿足上述條件,當(dāng)不滿足上述條件時,衍射現(xiàn)象仍存在,只不過是衍述條件時,衍射現(xiàn)象仍存在,只不過是衍射現(xiàn)象不明顯,不易被我們觀察到射現(xiàn)象不明顯,不易被我們觀察到 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件: 波的干涉 波的干涉:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些波的干涉:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,而且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象區(qū)域的振動減弱,而且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做叫做波的干涉波的干涉 干涉圖樣:由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣:由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣干涉圖樣(如上頁圖)(如上頁圖)干涉的解釋 如果在某一時刻,在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇,經(jīng)過半個周期,如果在某一時刻,在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇,經(jīng)過半個周期,就變成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇時,質(zhì)點的位移最大,就變成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇時,質(zhì)點的位移最大,等于兩列波的振幅之和;因此在這一點,始終是兩列波干涉的加強點,質(zhì)點的等于兩列波的振幅之和;因此在這一點,始終是兩列波干涉的加強點,質(zhì)點的振動最激烈振動最激烈. . 如果在某一時刻,在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇,經(jīng)過半個周期,如果在某一時刻,在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇,經(jīng)過半個周期,就變成波谷和波峰相遇,在這一點,兩列波引起的振動始終是減弱的,質(zhì)點振動就變成波谷和波峰相遇,在這一點,兩列波引起的振動始終是減弱的,質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的振幅之差,如果兩列波的振幅相同,質(zhì)點振動的振幅就等于的振幅等于兩列波的振幅之差,如果兩列波的振幅相同,質(zhì)點振動的振幅就等于零,水面保持平靜零,水面保持平靜 把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點連起來,為振動加強區(qū);相應(yīng)的振動最不激烈把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點連起來,為振動加強區(qū);相應(yīng)的振動最不激烈或靜止的質(zhì)點連起來,為振動減弱區(qū)振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔或靜止的質(zhì)點連起來,為振動減弱區(qū)振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的開的 注意:(1)振動加強的區(qū)域振動始終加強,振動減弱的區(qū)域振動始終減弱(2)振動加強(減弱)的區(qū)域是指質(zhì)點的振幅大(?。皇侵刚駝拥奈灰拼螅ㄐ。?,因為位移是在時刻變化的振動加強點的位置:假設(shè)在兩列波的疊加區(qū)域有一個P點,它到兩列波源的距離分別為S1、S2,兩列波的波長為。2212s-sn(n = 0,1,2,3 )P點到兩列波的波源的距離差等于波長的整數(shù)倍,半個波長的偶數(shù)倍。波的干涉P點到兩列波的波源的距離差等于半個波長的奇數(shù)倍。振動減弱點的位置:22112s-sn(n = 0,1,2,3 )2在同一均勻介質(zhì)中有S1、S2兩個波源,這兩個波源的頻率相同。S1、S2相距兩個波長,B點為S1、S2直線的中點,今以B為圓心以R為半徑畫圓,問在該圓周 上(S1、S2兩點除外)共 有幾個振動加強點。 答案 6個S2S1BS2S1BA解:設(shè)A點為振動加強 點,則有 |S1AS2A|n由圖中可知:n0或n1波的特有現(xiàn)象聲波、 水波 、光波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。實驗:聲波也能發(fā)生干涉一切波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。謝謝!