第四節(jié)波的衍射和干涉

第四節(jié)波的衍射和干涉第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三一、波的衍射(1)波的衍射現(xiàn)象首先觀察水槽中水波的傳播：圓形的水波向外擴散，越來越大。然后，在水槽中放入一個不大的障礙屏，觀察水波繞過障礙屏傳播的情況。波繞過障礙物的現(xiàn)象，叫做波的衍射。再引導(dǎo)學生觀察：在水槽中放入一個有孔的障礙屏，水波通過孔后也會發(fā)生衍射現(xiàn)象?？唇滩闹械牟鍒D，解釋“繞過障礙物”的含義。第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三(2)發(fā)生明顯波的衍射的條件①在不改變波源的條件下，將障礙屏的孔由較大逐漸變小?？梢钥吹讲ǖ难苌洮F(xiàn)象越來越明顯。由此得出結(jié)論：障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯。②可能的話，在不改變障礙孔的條件下，使水波的波長逐漸變大或逐漸變小?？梢钥吹剑敳ㄩL越小時，波的衍射現(xiàn)象越明顯。由此得出結(jié)論：當障礙物的大小與波長相差不多時，波的衍射現(xiàn)象較明顯。小結(jié)：發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多。波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象。在生活中，可遇到的波的衍射現(xiàn)象有：聲音傳播中的“隔墻有耳”現(xiàn)象；在房間中可以接受到收音機和電視信號，是電磁波的衍射現(xiàn)象。第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三1.一列水波穿過小孔產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，衍射后水波的強度減弱是因為（）

A、水波的波長增大B、水波的周期增大C、水波的頻率減小 D、水波的振幅減小

2.下列說法中正確的是（）A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象B．對同一列波，障礙物或小孔越小衍射越明顯C．聽到回聲是聲波的衍射現(xiàn)象D．聽到回聲是共鳴現(xiàn)象第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三3.一列水波穿過小孔產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，衍射后水波的強度減弱是因為（）

A．水波的波長增大B．水波的周期增大

C．水波的頻率減小D．水波的振幅減小4.如圖所示，S為波源，M、N為兩塊擋板，其中M板固定，N板可上下移動，兩板中間有狹縫。此時，測得A點沒有振動，為了使A點發(fā)生振動，可采用的方法是（）A、增大波源頻率B、減小波源頻率C、將N板向上移動一些D、將N板向下移動一些第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三二、波的干涉①觀察現(xiàn)象：在水槽演示儀上有兩個振源的條件下，單獨使用其中的一個振源，水波按照該振源的振動方式向外傳播；再單獨使用另一個振源，水波按照該振源的振動方式向外傳播。現(xiàn)象的結(jié)論：每一個波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播。②觀察現(xiàn)象：找兩個同學拉著一條長橡皮管，讓他們同時分別抖動一下橡皮管的端點，則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向?qū)Ψ絺鞑?。當兩個波包在中間相遇時，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播?，F(xiàn)象的結(jié)論：波相遇時，發(fā)生疊加。以后仍按原來的方式傳播。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三(1)波的疊加

兩列波相遇時，在波的重疊區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移，都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。

第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三解釋：在介質(zhì)中選一點P為研究對象，在某一時刻，當波源1的振動傳播到P點時，若恰好是波峰，則引起P點向上振動；同時，波源2的振動也傳播到了P點，若恰好也是波峰，則也會引起P點向上振動；這時，P點的振動就是兩個向上的振動的疊加，P點的振動被加強了。(當然，在某一時刻，當波源1的振動傳播到P點時，若恰好是波谷，則引起P點向下振動；同時，波源2的振動傳播到了P點時，若恰好也是波谷，則也會引起P點向下振動；這時，P點的振動就是兩個向下的振動的疊加，P點的振動還是被加強了。)第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三思考：如果希望P點的振動總能被加強，應(yīng)有什么條件？如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點Q，希望Q點的振動總能被減弱，應(yīng)有什么條件？結(jié)論：波源1和波源2的周期應(yīng)相同。第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三(2)波的干涉觀察現(xiàn)象③：水槽中的水波的干涉。對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強，而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象，加強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的。第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三干涉的定義：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，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣。

介質(zhì)中某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動，這與只有一個波源的振動在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點均按此波源的振動方式振動是不同的。第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三(3)波的干涉與疊加的關(guān)系干涉是一種特殊的疊加。任何兩列波都可以進行疊加，但只有兩列頻率相同的波的疊加，才有可能形成干涉。干涉是波特有的現(xiàn)象。

第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三1．一個波源在繩的左端發(fā)出半個波a，頻率為f1，振幅為A1，同時另一個波源在繩的右端發(fā)出半個波b，頻率為f2，振幅為A2，P為波源的中點，如圖10－41所示，在下列說法中正確的是（）A兩列波同時到達兩波源的中點PB兩列波相遇時，P點波峰值可達A1+A2C兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形傳播D兩列波相遇時，繩子上的波峰可達A1+A2的點只有一點，此時在P點的左側(cè)第15頁，共16頁，2023年，2月20日，星期三2．如圖所示，S1和S2