波的衍射和干涉

第十二章機(jī)械波4波的衍射和干預(yù)編輯課件實(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、隔墻有耳編輯課件波的衍射現(xiàn)象：水波繞過小孔繼續(xù)傳播．

編輯課件一、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，它也是波所特有的現(xiàn)象編輯課件二、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件

編輯課件結(jié)論：窄縫寬度跟波長相差不多時，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，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象．水波的衍射編輯課件只有縫、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，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，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：編輯課件小結(jié)：1、衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。2、衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異。3、障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射能否發(fā)生的條件，僅是發(fā)生明顯衍射的條件。4、一般情況下，波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象。5、波傳到小孔〔或障礙物〕時，小孔或障礙物仿佛是一個新的波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波在孔或障礙物后傳播，于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播方向的衍射現(xiàn)象。6、當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長時，盡管衍射十分突出，但由于能量的減弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到。編輯課件練習(xí)：1、以下關(guān)于波的衍射的說法，正確的選項(xiàng)是…………〔〕A、波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B、當(dāng)孔的尺寸比波長小，衍射現(xiàn)象明顯C、當(dāng)障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現(xiàn)象很明顯D、當(dāng)障礙物的尺寸與波長相差不多時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象2、以下現(xiàn)象屬于波的衍射現(xiàn)象的是……………〔〕A、在空曠的山谷里喊叫，可以聽到回聲B、“空山不見人，但聞人語響〞C、“余音繞梁，三日而不絕〞D、夏日的雷聲有時轟鳴不絕BDB編輯課件3.關(guān)于波的衍射以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．在衍射現(xiàn)象中，波不是沿直線傳播的B．水波碰到障礙物后返回傳播的現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象C．橫波能發(fā)生衍射，而縱波不能發(fā)生衍射D．不能發(fā)生明顯衍射的，必定不是波E．衍射是一切波的特性F．波長跟孔的寬度差不多時能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象G．波長比孔的寬度小得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯

AEFG編輯課件4.如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O為波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋〔圖中曲線〕之間距離表示一個波長，那么波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下述描述正確的選項(xiàng)是〔〕ABCA．擋板前后波紋間距離相等B．此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象C．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象編輯課件5.如以下圖是不同頻率的水波通過相同的小孔所能到達(dá)區(qū)域的示意圖，情況中水波的頻率最大；情況中水波的頻率最小。bac題11圖編輯課件〔一〕波的疊加編輯課件疊加原理

幾列波相遇時能夠保持各自的運(yùn)動狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移的矢量和。波具有獨(dú)立性。編輯課件練習(xí)11.從一條弦線的兩端，各發(fā)生一如圖甲所示的橫脈沖，它們均沿弦線傳播，速度相等，傳播方向相反，在它們傳播的過程中，可能出現(xiàn)的脈沖波形是圖乙中的〔〕圖甲圖乙ABD編輯課件〔二〕波的干預(yù)編輯課件1．波的干預(yù)：〔1〕概念：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做的干預(yù)。編輯課件(2)、干預(yù)的解釋——加強(qiáng)點(diǎn)如果在某一時刻，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，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)，始終是兩列波干預(yù)的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動最劇烈.編輯課件(2)、干預(yù)的解釋——減弱點(diǎn)如果在某一時刻，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)，兩列波引起的振動始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動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)振動的振幅就等于零，水面保持平靜．編輯課件〔3〕干預(yù)圖樣：由波的干預(yù)所形成的圖樣叫做干預(yù)圖樣。編輯課件編輯課件注意：〔1〕振動加強(qiáng)的區(qū)域振動始終加強(qiáng)，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱．〔2〕振動加強(qiáng)〔減弱〕的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大〔小〕，而不是指振動的位移大〔小〕，因?yàn)槲灰剖窃跁r刻變化的．編輯課件假設(shè)兩個波源的振動頻率和振動步調(diào)相同：〔1〕加強(qiáng)點(diǎn)與兩個波源的距離差：△r=r2-r1=Kλ〔k=0,±1，±2，±3……〕〔2〕減弱點(diǎn)與兩個波源的距離△r=r2-r1=(2k+1)λ/2〔k=0,±1，±2，±3……〕(4)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)滿足的條件編輯課件練習(xí)22．如圖中s1和s2是兩個相干波源,以s1和s2為圓心的兩組同心圓弧分別表示在同一時刻兩列波的波峰和波谷,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,a、b、c三點(diǎn)中,振動加強(qiáng)的點(diǎn)是

,振動減弱的點(diǎn)是

,再過1/2周期,振動加強(qiáng)的點(diǎn)是

,振動減弱的點(diǎn)是

.

編輯課件2、產(chǎn)生干預(yù)的條件：〔1〕兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干預(yù)圖樣。而要產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)現(xiàn)象形成穩(wěn)定的干預(yù)圖樣，那么需要滿足一定的條件。〔2〕產(chǎn)生干預(yù)的條件：兩列波的頻率必須相同。注：〔只要滿足條件〕一切波都能發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象，干預(yù)和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象．編輯課件練習(xí)3關(guān)于兩列波的穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A.任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象B.發(fā)生穩(wěn)定干預(yù)