人教版選修34波的衍射和干涉（21張）.ppt

第十二章機(jī)械波 第四節(jié)波的衍射和干涉 實(shí)例1 在水塘里 微風(fēng)激起的水波遇到突出水面的小石子 蘆葦 會(huì)繞過他們繼續(xù)傳播 好象他們并不存在 實(shí)例2 聽其聲不見其人 實(shí)例3 隔墻有耳 波的衍射 現(xiàn)象 水波繞過小孔繼續(xù)傳播 衍射現(xiàn)象 波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 叫做波的衍射 衍 展延之意波的衍射 波展延到 影子 區(qū)域里的現(xiàn)象 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) 它也是波所特有的現(xiàn)象 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 結(jié)論 窄縫寬度跟波長相差不多時(shí) 有明顯的衍射現(xiàn)象 窄縫寬度比波長大得越多 衍射現(xiàn)象越不明顯 窄縫寬度跟波長相比非常大時(shí) 水波將直線傳播 觀察不到衍射現(xiàn)象 水波的衍射 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(shí) 才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 注意 一切波都能發(fā)生衍射 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 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 1 波的獨(dú)立作用原理 幾列波在傳播時(shí) 無論是否相遇 都將保持各自原有特性 頻率 波長 振幅 振動(dòng)方向 不變 互不干擾地各自獨(dú)立傳播 2 波的疊加原理 在相遇區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng) 為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)位移的矢量和 波的疊加原理 1 干涉現(xiàn)象 頻率相同的兩列波相遇區(qū)域內(nèi)振動(dòng)在空間上出現(xiàn)穩(wěn)定的周期性的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象 1 頻率相同 2 振動(dòng)方向相同 3 同相或相位差恒定 滿足上述三條件的波稱為相干波 其波源稱為相干波源 2 相干波條件 波的干涉現(xiàn)象 加強(qiáng) 減弱 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 如上頁圖 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 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 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 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 小 而不是指振動(dòng)的位移大 小 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 兩列波的波長為 n 0 1 2 3 p點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波長的整數(shù)倍 半個(gè)波長的偶數(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)波長的奇數(shù)倍 振動(dòng)減弱點(diǎn)的位置 n 0 1 2 3 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 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) 解 設(shè)a點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 則有 s1a s2a n 由圖中可知 n