Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高中物理课件波的衍射和干涉,第一页，共35页。,第二页，共35页。,第三页，共35页。,1,知道什么是波的衍射现象，知道波发,生明显衍射现象的条件，知道衍射是,波特有的现象。,2,知道波的叠加原理，知道什么是波的,干涉现象和干涉图样，知道干涉现象,也是波所特有的现象。,3,了解波的衍射和干涉在生活中的应用，,感受物理与生活之间的联系。,第四页，共35页。,1,波的衍射,(1),定义：波可以绕过,继续传播的现象。,(2),实验及现象：,实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个,。,现象：,障碍物,狭缝,第五页，共35页。,a,狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿,传播一样，挡板后面产生,“,”,。,b,狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波,挡板后面继续传播。,(3),发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长,，或者比波长,时，才能观察到明显的衍射象。,关键一点,波发生衍射是无条件的，而发生明显的衍射现象是有条件的。,直线,阴影区,绕到,相差不多,更小,第六页，共35页。,2,波的叠加,(1),波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的,，继续传播。,(2),波的叠加：几列波相遇时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,。,运动特征,矢量和,第七页，共35页。,3,波的干涉,(1),实验及现象：,实验：波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆,地触动水面，形成两个波源，这两个波源发出的是频率相同、相位相同、,也相同的两列波。,现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条,的区域和,的区域，这两种区域在水面上的位置是稳定不变的。,周期性,振动方向,相对平静,激烈振动,第八页，共35页。,(2),现象解释：,加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的,。,减弱点：在某些点两列波引起的振动始终削弱，质点振动的振幅等于两列波的,，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于,，水面保持平静。,振幅之和,振幅之差,零,第九页，共35页。,(3),干涉定义：,相同的两列波叠加，使某些区域的振幅,、某些区域的振幅,的现象。,(4),干涉图样：波的干涉中所形成的图样。,(5),干涉条件：两波的,相同，两波源的相位差必须,。,(6),一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。,关键一点,在波的干涉现象中，波的加强点的振幅大，但位移并不一定大。,频率,加大,减小,频率,保持不变,第十页，共35页。,1,下列现象属于波的衍射现象的是,(,),A,在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声,B,“,空山不见人，但闻人语响,”,C,“,余音绕梁，三日而不绝,”,D,夏日的雷声有时轰鸣不绝,解析：,选项,A,、,D,所述的现象均为声音的反射现象，所以,A,、,D,错误；选项,C,所述的现象为波的反射，而不是波的衍射。,答案：,B,第十一页，共35页。,答案：,D,第十二页，共35页。,3,利用发波水槽得到的水面波形如图,12,4,1,所示，则,(,),图,12,4,1,第十三页，共35页。,A,图,a,、,b,均显示了波的干涉现象,B,图,a,、,b,均显示了波的衍射现象,C,图,a,显示了波的干涉现象，图,b,显示了波的衍射现象,D,图,a,显示了波的衍射现象，图,b,显示了波的干涉现象,解析：,图,a,中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的衍射；图,b,中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象，故,D,项正确。,答案：,D,第十四页，共35页。,4,如图,12,4,2,所示，波长相同的水波,通过宽度不同的孔，在图甲中发生了,明显的,_,现象，这是因为,_,_,的缘故；在图乙中，孔后面的水,波在连接波源和孔边的两条直线所限制,的区域里,传播，这是因为,_,的缘故。,答案：,衍射孔的尺寸与波长差不多或比波长小,孔的尺寸比波长大得多,图,12,4,2,第十五页，共35页。,第十六页，共35页。,(1),衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。凡能发生衍射现象的就是波。,(2),波的衍射总是存在的，只有,“,明显,”,与,“,不明显,”,的差异。波长较长的波容易发生明显的衍射现象。,(3),波传到小孔,(,障碍物,),时，小孔,(,障碍物,),仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔,(,障碍物,),后传播，就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。,第十七页，共35页。,1,如图,12,4,3,是观察水面波衍射的实验装置，,AC,和,BD,是两块挡板，,AB,是一个孔，,O,是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹,(,图中曲线,),之间距离表示一个波长。则波经过孔之后的传播情况，下列的描述中正确的是,(,),图,12,4,3,第十八页，共35页。,A,此时能明显观察到波的衍射现象,B,挡板前后波纹间距离相等,C,如果将孔,AB,扩大，有可能观察不到明显的衍射现象,D,如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍现象,审题指导,解答本题时应注意以下两个方面：,(1),发生明显衍射的条件；,(2),由图分析孔的大小和波长的关系。,第十九页，共35页。,解析,从题图中看出，水波波长跟小孔尺寸相差不大，此时能明显观察到波的衍射现象，如果孔,AB,扩大到比波长大得多，就不能产生明显的衍射现象，所以,A,、,C,均正确。波绕过障碍物后发生衍射现象时，波的特征并未发生改变，即波的波长、频率和波速不改变，故,B,选项正确。当波的频率增大，波速不变时，波长,v,/,f,变小，衍射现象就越不明显，故,D,选项错误。,答案,ABC,第二十页，共35页。,(1),障碍物的尺寸的大小与波长大小的关系不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象。,(2),当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射。,第二十一页，共35页。,(1),波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。,(2),稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象。,第二十二页，共35页。,(3),明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的，明显的干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大。振幅越是接近，干涉图样越明显。,(4),振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动，其振幅不变,(,若是振动减弱点，振幅可为,0),，但其位移随时间发生变化。,第二十三页，共35页。,(5),干涉图样及其特征：,干涉的示意图如图,12,4,4,所示。,图,12,4,4,第二十四页，共35页。,特征：,a,加强区和减弱区的位置固定不变。,b,加强区始终加强，减弱区始终减弱,(,加强区与减弱区不随时间变化,),。,c,加强区与减弱区互相间隔。,第二十五页，共35页。,名师点睛,(1),振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移也为零。只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。,(2),振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止。,第二十六页，共35页。,2,如图,12,4,5,表示两个相干波源,S,1,、,S,2,产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是,(,),图,12,4,5,第二十七页，共35页。,A,a,、,c,两点的振动加强，,b,、,d,两点的振动减弱,B,e,、,f,两点的振动介于加强点和减弱点之间,C,经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换,D,经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰,第二十八页，共35页。,审题指导,(1),波的干涉中波峰与波峰相遇的点为加强点，波峰与波谷相遇的点为减弱点。,(2),振动加强区上的点都是振动加强点，振动减弱区上的点都是振动减弱点。,(3),加强点始终加强，减弱点始终减弱。,(4),各质点在平衡位置两侧做周期性振动。,第二十九页，共35页。,解析,波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。,a,点是波谷和波谷相遇的点，,c,点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而,b,、,d,两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，,A,正确。,e,点位于加强点的连线上，仍为加强点。,f,点位于减弱点的连线上，仍为减弱点，,B,错误。相干波源叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，,C,错误。因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，,D,正确。,答案,AD,第三十页，共35页。,振动加强点与振动减弱点的判断方法：,(1),振动加强点和振动减弱点的理解：不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终最小，而应该是振幅增大的点为振动加强点，其实这些点也在振动着，位移可为零；振幅减小的点为振动减弱点。,第三十一页，共35页。,第三十二页，共35页。,第三十三页，共35页。,点击下图进入 随堂检测 归纳小结,第三十四页，共35页。,点击下图进入 课下作业 综合提升,第三十五页，共35页。,