魯科版選擇性必修第一冊3.3波的干涉和衍射課件（26張）

3.3波的干涉和衍射第3章機械波魯科版（2019版）選擇性必修1復(fù)習(xí)01、波的反射和反射定律2、波的折射和折射定律3、課間操跑操時，繞操場跑圈，兩臺揚聲器接相同的聲音信號，但發(fā)現(xiàn)某些位置聽到的聲音強，而在某些位置聽到的聲音弱。你知道這是為什么嗎？4、怎么解釋我們還常有“聞其聲而不見其人”的現(xiàn)象呢？波的疊加原理1幾列波在介質(zhì)中傳播，相遇后仍能保持各自原有的運動特征不變并繼續(xù)傳播。1.1波的獨立傳播性1.2波的疊加原理在幾列波相遇的區(qū)域里，介質(zhì)中的質(zhì)點同時參加相遇的波列的振動，質(zhì)點的位移等于相遇波列單獨存在時引起的位移的矢量和。同一介質(zhì)中，任意兩列波都會疊加，有沒有穩(wěn)定的圖樣，還需要其他條件。波的疊加原理1(1)相遇后兩列波各自的波形和傳播方向與相遇前完全相同。()(2)在相遇區(qū)域，任一點的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和。()(3)幾個人在同一房間說話，相互都聽得清楚說明波在相遇時互不干擾。()1.3判斷正誤

√√√(1)你知道“風(fēng)聲、雨聲、讀書聲，聲聲入耳”體現(xiàn)了波的什么性質(zhì)嗎？(2)若繩兩端持續(xù)上下抖動，兩列繩波的振幅均為A，則在兩繩波的疊加區(qū)內(nèi)，加強點和減弱點的振幅各多大？1.4思考題

(1)聲波在相互交錯、疊加之后互不影響，仍能保持原來的性質(zhì)向前傳播，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了波的傳播具有獨立性。(2)兩列繩波相遇時，加強點的振幅為兩列繩波振幅之和，即為2A；減弱點的振幅為兩列繩波振幅之差，即等于零，不再振動。波的干涉現(xiàn)象22.1水波的干涉現(xiàn)象振動棒振動小球振動小球產(chǎn)生相同頻率、振動方向相同的兩列水波；在振動的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間擴散開的相對平靜的區(qū)域和劇烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域相互間隔，并且出現(xiàn)的位置是固定的。振動頻率和振動方向相同的兩列波疊加后，振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔、穩(wěn)定分布的現(xiàn)象。2.2波的干涉2.3波的干涉條件頻率和振動方向相同的波。波的干涉現(xiàn)象2形成的圖樣稱為干涉圖樣。2.3圖樣分析：abc原時刻半個周期后abc2.5λ3.5λ3λ2.5λ4λ2λ2.5λ3.5λ3λ2.5λ4λ2λf1=f2T1=T2波的干涉現(xiàn)象2波的干涉現(xiàn)象22.4數(shù)學(xué)推導(dǎo)如果兩列波的波源起振方向相同，頻率、振動方向都相同。已知波源S1、S2，P點是加強點滿足什么條件？減弱點呢？S1S2PΔx=PS1-PS2半波長的偶數(shù)倍，振動加強點；半波長的奇數(shù)倍，振動減弱點；起振方向相同半波長的偶數(shù)倍，振動減弱點；半波長的奇數(shù)倍，振動加強點；起振方向相反波的干涉現(xiàn)象2障礙物孔隙波的衍射現(xiàn)象3“影”S“影”S“影”3.1回顧波的衍射現(xiàn)象33.2波的衍射現(xiàn)象波繞過障礙物或通過孔隙繼續(xù)傳播的現(xiàn)象.3.2.1定義3.2.2發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或狹縫的尺寸跟波長相差不大，或者比波長更小。波的衍射現(xiàn)象3一切波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。人耳聽到的聲音頻率范圍是20～20000Hz，對應(yīng)的聲波波長為17～0.017m。干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象?！ǖ难苌洳ǖ母缮娑x波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫作波的衍射頻率相同的兩列波疊加時，某些區(qū)域的振幅加大、某些區(qū)域的振幅減小，這種現(xiàn)象叫作波的干涉涉及的波源個數(shù)一個波源兩個波源現(xiàn)象波能偏離直線而傳播到直線以外的空間產(chǎn)生振動強弱相間的區(qū)域可觀察到現(xiàn)象的條件縫、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，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象兩列波的頻率相同，且兩個波源的相位差保持不變相同點干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的衍射和干涉的比較課本P77---2.觀察水波衍射的實驗裝置示意圖如圖所示。AC和BD是兩塊擋板，兩板間有一狹縫AB，O是波源。圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰的波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個波長。如何使衍射現(xiàn)象更明顯？為什么？習(xí)題講解4習(xí)題講解4課本P77---3.如圖所示，兩列相同的波沿一直線相向傳播。當它們相遇時，波形可能是下列四種波形圖中的（）課本P77---4.兩波源S1、S2

在水波槽中形成的波形示意圖如圖所示，其中實線表示波峰，虛線表示波谷。波源S1

形成的波的波長比波源S2

形成的短，則（）A.在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉；B.在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉；C.點a的振動始終加強；D.點a的振動始終減弱；習(xí)題講解4課本P77---5.兩列振動方向相同、振幅分別為A1

和A2

的波發(fā)生干涉現(xiàn)象。下列說法正確的是（）A.波峰與波谷相遇處，質(zhì)點的振幅為｜A1-A2

｜；B.波峰與波峰相遇處，質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1+A2

；C.波峰與波谷相遇處，質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移；D.波峰與波峰相遇處，質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅；習(xí)題講解4課本P77---*6.消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題。干涉型消聲器可用來消弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。它的結(jié)構(gòu)及氣流運行情況如圖所示，產(chǎn)生的波長為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播。在聲波到達a處時，分成兩束相干波，它們分別通過r1

和r2

的路程，再在b處相遇。要達到消弱噪聲的目的，路程差Δr=r2-r1

應(yīng)為（）A.波長的整數(shù)倍；B.波長的奇數(shù)倍；C.半波長的奇數(shù)倍；D.半波長的偶數(shù)倍；習(xí)題講解4課本P82---5.甲、乙兩列橫波在同一介質(zhì)中分別從波源M、N兩點沿x軸相向傳播，波速為2m/s，振幅相同。某時刻的圖像如圖所示，則A.甲、乙兩列波的起振方向相反；B.甲、乙兩列波的頻率之比為3∶2；C.再經(jīng)過3s，平衡位置在x=7m處的質(zhì)點振動方向向下；D.再經(jīng)過3s，兩波源間（不含波源）有5個質(zhì)點位移為0；習(xí)題講解4習(xí)題講解4習(xí)題講解4例題：如圖所示，P為橋墩，A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹葉，波源S連續(xù)振動，形成水波，此時樹葉A靜止不動。為使水波能帶動樹葉A振動，可采用的方法是(

)A、提高波源的頻率；B、降低波源的頻率；C、增大波源與橋墩的距離；D、增大波源的振幅；習(xí)題講解4例題：如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況,圖中的實線表示波峰,虛線表示波谷.設(shè)兩列波的振幅均為5cm,且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1m/s和0.5m。C點是BE連線的中點,下列說法不正確的是(

)A.C、E兩點都保持靜止不動；B.圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為20cm；C.圖示時刻C點正處在平衡位置且向上運動；D.從圖示的時刻起經(jīng)0.25s后，

B點通過的路程為20cm；習(xí)題講解4例題：【多選】如圖所示，在均勻介質(zhì)中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達式均為x＝0.1sin20πt(m)，形成的機械波的波速都是10m/s。介質(zhì)中P點與A、B兩波源間的距離分別為4m和5m。則(

)A．波的周期為0.1sB．波的波長為2mC．P點一定是振動加強點D．P點可能是振動減弱點AC習(xí)題講解4例題：如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個孔,O是波源