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(shí)例實(shí)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(huì)繞過他們繼續(xù)傳播，葦，會(huì)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(shí)例實(shí)例2、聽其聲不見其人。、聽其聲不見其人。 實(shí)例實(shí)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(shí)，它也是切波都能發(fā)生衍射同時(shí)，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(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象；的衍射現(xiàn)象；窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象窄縫寬度比波長(zhǎng)大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯；越不明顯；窄縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波窄縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，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(zhǎng)只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，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(shí)，衍射現(xiàn)象仍存在，只不過是衍述條件時(shí)，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(dòng)加強(qiáng)，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(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)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(yè)圖）（如上頁(yè)圖）干涉的解釋 如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個(gè)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(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)最激烈振動(dòng)最激烈. . 如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動(dòng)始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動(dòng)始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(diǎn)振動(dòng)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(diǎn)振動(dòng)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(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)減弱區(qū)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互隔或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)減弱區(qū)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互隔開的開的 注意：（1）振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱（2）振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（?。皇侵刚駝?dòng)的位移大（?。?，因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位置：假設(shè)在兩列波的疊加區(qū)域有一個(gè)P點(diǎn)，它到兩列波源的距離分別為S1、S2，兩列波的波長(zhǎng)為。2212s-sn（n = 0,1,2,3 ）P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍。波的干涉P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。振動(dòng)減弱點(diǎn)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(gè)波源，這兩個(gè)波源的頻率相同。S1、S2相距兩個(gè)波長(zhǎng)，B點(diǎn)為S1、S2直線的中點(diǎn)，今以B為圓心以R為半徑畫圓，問在該圓周 上（S1、S2兩點(diǎn)除外）共 有幾個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。 答案 6個(gè)S2S1BS2S1BA解：設(shè)A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng) 點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)：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!