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,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,12.4,波的衍射和干涉,12.4 波的衍射和干涉,一、波的衍射,1,、定义：,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：,2,、发生明显衍射现象的条件,观察现象：,1,）窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象,2,）窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显,3,）窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象,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，才能观察到明显的衍射现象,一、波的衍射1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的,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，才能观察到明显的衍射现象,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,衍射中并不是孔或障碍物的尺寸越小越好。,当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。,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,模拟波的衍射现象,模拟波的衍射现象,具体实例：,1,）声波的衍射：隔墙有耳,2,）电磁波的衍射：,收看电视,衍射是波特有的现象,：,一切波都能发生衍射,。,但要发生,明显的衍射,现象需要满足一定的条件，当不满足时，衍射现象虽然存在，但由于是不明显的衍射现象，不易被我们观察到。,现象解释,能试着解读“闻其声不见其人”中所包含的物理知识吗？,人耳所听声音频率范围：,20Hz-20000Hz,人耳所听声音波长范围：,17m-17mm,人眼所能看到的可见光波长的范围：,400nm-700nm,具体实例：1）声波的衍射：隔墙有耳2）电磁波的衍射：收看电视,1.,衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象,2.,衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异,3.,障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是发生明显衍射的条件,4.,一般情况下波长较大的波容易产生显著的衍射现象,5.,波传到小孔（或障碍物）时,小孔或障碍物仿佛是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波在孔或障碍物后传播,于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象,6.,当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出,但由于能量的减弱,衍射现象不容易观察到,课 堂 小 结,1.衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象课 堂 小 结,例,1.,下列现象或事实属于衍射现象的是,(),A.,风从窗户吹进来,B.,雪堆积在背风的屋后,C.,水波前进方向上遇到凸出水面的小石子,小石子对波的传播没有影响,.,D.,晚上看到水中月亮的倒影,C,例,2.,下列关于波的衍射的说法正确的是,(),A.,衍射是一切机械波特有的现象,B.,对同一列波,缝或孔,(,障碍物,),越小,衍射现象相对越明显,C.,只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象,D.,声波容易发生衍射是由于声波波长较大,BD,例1.下列现象或事实属于衍射现象的是()C例2.,例,3.,在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是,5HZ,水波在槽中的传播速度为,0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径,d,应为,(),A.10cm B.5cm C.d1cm D.d1cm,D,例,4,：如图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,为波源，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，下述描述正确的是 （）,A,此时能明显观察到波的衍射现象,B,挡板前波纹间距离相等,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，能更明显地观察衍射现象,ABC.,例3.在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是5HZ,1,、波的叠加现象：池塘中两水波相遇时，会发生叠加,二、波的干涉,（一）波的叠加,1、波的叠加现象：池塘中两水波相遇时，会发生叠加二、波的干涉,波传播独立性的过程说明,两列波相遇时，位移发生合成变化；相遇后，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，都保持各自的运动状态继续传播，彼此之间没有互相影响。,1,）相遇前,2,）相遇时刻,3,）相遇过程,4,）相遇后,2,、波叠加规的律明,波传播独立性的过程说明 两列波相遇时，位移发生合成变化,点击下图观看实验,点击下图观看实验,绳波 水波 声波,线 面 空间,1,）波的独立性原理：,几列波在传播时，无论是否相遇，都将保持各自原有特性（,频率,、波长、振幅、振动方向）不变，互不干扰地各自独立传播。,红绿光束空间交叉相遇,(,红是红、绿是绿，,),听乐队演奏,(,仍可辨出不同乐器的音色、旋律,),空中无线电波很多,(,仍能分别接收各个电台,),例如：,绳波 水波,在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，质点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。,2,）波的叠加原理,【,生活中波的独立传播和叠加,】,开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。,在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引,一、波的衍射,1,、定义：,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：,2,、发生明显衍射现象的条件,观察现象：,1,）窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象,2,）窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显,3,）窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象,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，才能观察到明显的衍射现象,一、波的衍射1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的,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，才能观察到明显的衍射现象,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,衍射中并不是孔或障碍物的尺寸越小越好。,当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。,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,干涉图样：由波的干涉所形成的图样,(,二,),波的干涉,1,、实验现象：频率相同的两列波叠加,干涉图样：由波的干涉所形成的图样(二)波的干涉1、实验现,2,.干涉,定义：,水波干涉图样,水波干涉俯视图样,频率相同的两列波叠加，使,某些区域的振动加强,，,某些区域的振动减弱,，而且振动加强和减弱的区域,互相间隔,这种现象叫做波的干涉,.,所形成的图样叫做干涉图样。,3,、相干波条件,1),频率相同；,2),振动方向相同；,3),同相或相位差恒定。,满足上述三条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。,2.干涉定义：水波干涉图样水波干涉俯视图样频率相同的两列波叠,高中物理选修3-4-12,把相应的振动最激烈的质点连起来,:,振动加强区,；,相应的振动最不激烈或静止的质点连起来,:,振动减弱区。,特征：,振动加强的区域总是加强，振动减弱的区域总是减弱。且,间隔着出现的。,4,、干涉图样的分析,1,）振动加强区、减弱区的确定,把相应的振动最激烈的质点连起来:振动加强区；特征：振动加,高中物理选修3-4-12,振动始终加强的区域的形成,如果在某一时刻，两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇，,两列波,在该点,引起的是同相振动，,振动最强，振幅,等于这两列波的振幅之和,。,2),干涉现象的形成说明,振动始终削弱的区域的形成,如果在某一时刻，一列波的波峰和另一列波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，,两列波,在该点,引起的始终是反相振动,。振动最弱,，,振幅,等于这两列波的振幅之,差,，,振动始终加强的区域的形成 如果在某一时刻，两列波的波峰和,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，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的,注意：,（,1,）振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱,（,2,）振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的,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,1,）若,P,点为振动加强点：,假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为S,1,、S,2,，两列波的波长为,，则有,（,n=0,1,2,）,则有,P,点到两列波的波源的距离差等于,波长的整数倍,或,半个波长的偶数倍,。,2,）若,P,点为振动减弱点：,则有,P,点到两列波的波源的距离差等于,半个波长的奇数倍。,（,n=0,1,2,）,5,、振动加强点和削弱点位置的确定（两个完全相同的相干波源）,一切波都能发生干涉和衍射现象。干涉和衍射是波特有的现象。,1）若P点为振动加强点：假设在两列波的叠加区域有一个P,生活实例：声波的干涉,操场上装有很多个相同的扬声器，当它们同时发声时，若绕操场一周，将会听到某些地方声音加强，某些地方声音减弱。,【,生活中波的干涉实例,】,生活实例：声波的干涉操场上装有很多个相同的扬声器,相邻明（暗）纹间的距离大小的,影响因素：,双缝之间的距离,d:,双缝与屏间的距离,l,:,S,1,S,2,P,1,P,l,波长越大，相邻的亮纹间距越大,波长,:,d,越小，相邻的亮纹间距越大,L,越大，相邻的亮纹间距越大,相邻亮纹间距计算公式：,相邻明（暗）纹间的距离大小的影响因素：双缝之间的距离d:双,读数：,X,1,读数：,X,2,第,1,条,第,6,条,0.5mm,读数：X1读数：X2第1条第6条0.5mm,例、在同一均匀介质中有,S,1,、,S2,两个波源，这两个波源的频率相同。,S,1,、,S,2,相距两个波长，,B,点为,S,1,、,S,2,直线的中点，今以,B,为圆心以,R,为半径画圆，问在该圆周上（,S,1,、,S,2,两点除外）共 有几个振动加强点。,答案,6,个,S,2,S,1,B,S,2,S,1,B,A,解：设,A,点