波的衍射和干涉ppt課件.ppt

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1、第十二章機(jī)械波波的衍射和干涉在水塘里，微風(fēng)激起的水波遇到突出水面的小石子、蘆葦，會(huì)繞過(guò)他們繼續(xù)傳播，好象他們并不存在。生活實(shí)例導(dǎo)入新課波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。1.定義:一、衍射現(xiàn)象1.在波長(zhǎng)不變的情況下改變障礙物或孔的尺寸，觀察是否發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；2.在障礙物或孔的尺寸不變的情況下改變波長(zhǎng)，觀察是否發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。設(shè)計(jì)方案思考：如何才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象呢？觀察一：狹縫寬度與波長(zhǎng)相差不多或狹縫寬度比波長(zhǎng)更小時(shí)，發(fā)生明顯衍射。波長(zhǎng)與狹縫寬度相差不多時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象觀察二：實(shí)驗(yàn)表明：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小

2、時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象二、發(fā)生明顯衍射的條件1.為什么“未見(jiàn)其人先聞其聲”？2.為什么光是直線傳播而聲波可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？為什么“未見(jiàn)其人先聞其聲”？數(shù)據(jù)：1.人耳能聽(tīng)到的聲波的頻率范圍20——20000Hz；2.可見(jiàn)光頻率范圍1.一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只有明顯與不明顯的差異。衍射是波的特有屬性。注意2.在滿足一定條件時(shí)，一切波都可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。波的直線傳播只是衍射不明顯時(shí)的一種近似。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，是發(fā)生明顯衍射的條件。4.一般情況下波長(zhǎng)較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象。如何獲得明顯的衍射現(xiàn)象？λ一定時(shí)，可改變l

3、，使l與λ接近l一定時(shí)，可改變?chǔ)?，使λ與l接近ｖ一定時(shí)，可改變f，從而改變?chǔ)?.以下關(guān)于波的衍射的說(shuō)法，正確的是（）A.波遇到障礙物時(shí)，一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)象明顯C.當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象很明顯D.只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B課堂練習(xí)2.關(guān)于波的衍射下列說(shuō)法中正確的是（）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(zhǎng)跟孔的寬度差不多時(shí)能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象A

4、EF3.如圖所示是不同頻率的水波通過(guò)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。BACCA5.已知空氣中的聲速為340m/s，現(xiàn)有幾種聲波：（1）周期為0.05s；（2）頻率為104Hz;（3）波長(zhǎng)為10m．它們傳播時(shí)若遇到寬度約為13m的障礙物，發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是（）A.（1）和（2）B.（2）和（3）C.（1）和（3）D.都可以C6.在用水波槽做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，若打擊水面的振子振動(dòng)頻率是5Hz，水波在水槽中的傳播速度為0.05rn／s，為觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔的直徑d應(yīng)為（）A．10cmB．5cmC．d＞1cmD．d＜1cmD7.有一

5、障礙物的高度為10m，下列波衍射現(xiàn)象最朋顯的是（）A.波長(zhǎng)為40m的波B.波長(zhǎng)為9．9m的波C.頻率為40Hz的聲波D.頻率為5000MHz的電磁波（v＝3.0×108m／s）A一、波的疊加由此可知：兩列波相遇后，彼此穿過(guò)，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說(shuō)，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒(méi)有受到影響。1.波在疊加時(shí)的特點(diǎn)（1）相遇時(shí)，位移是兩列波分別產(chǎn)生的位移的矢量和（2）相遇后，各列波獨(dú)立傳播。2．疊加原理幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)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(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播

6、時(shí)引起的位移的矢量和。3、3．波的獨(dú)立性原理兩列波相遇后，彼此穿過(guò)，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說(shuō)，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒(méi)有受到影響波的獨(dú)立性原理二、波的干涉振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱由此可知：兩列波相遇后，在水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來(lái)的相對(duì)平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開(kāi)。1.定義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(kāi)的現(xiàn)象叫做波的干涉。2.干涉圖樣由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉

7、圖樣。x10tx20tx0tPP點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)（振幅為A1＋A2）3.干涉的解釋在某一時(shí)刻，水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過(guò)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。x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)振動(dòng)最弱（振幅為｜A1－A2｜）x10tx20tx0tQＱ點(diǎn)不振動(dòng)（振幅為零）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(guò)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