波的干涉和衍射文档资料

1波的干涉和衍射波的干涉和衍射2345二二 、波的干涉、波的干涉6 频率相同的频率相同的两列波在空间相遇而叠加，两列波在空间相遇而叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动加强，某某些区域的振动减些区域的振动减弱，且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，弱，且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的稳定图样叫这种现象叫做波的干涉，形成的稳定图样叫做波的干涉图样。做波的干涉图样。1 1、现、现 象象7 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图样而要产生稳定的干涉现象形成干涉图样而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样，则需要满足一定的条稳定的干涉图样，则需要满足一定的条件件 一切波（只要满足条件）都能发生干涉一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象现象，干涉是波特有的现象 2 2、产生条件、产生条件 满足上述条件的波称为相干波，其波源称满足上述条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。为相干波源。8 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静静 3 3、解、解 释释 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈振动最激烈.11w把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的弱区振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 注意注意：（1）振动加强的区）振动加强的区域振动始终加强，振域振动始终加强，振动减弱的区域振动始动减弱的区域振动始终减弱终减弱（2）振动加强（减）振动加强（减弱）的区域是指质点弱）的区域是指质点的振幅变大（小），的振幅变大（小），而不是指振动的位移而不是指振动的位移变大（小），因为位变大（小），因为位移是在时刻变化的移是在时刻变化的12 若两波源振动情况完全若两波源振动情况完全,某点到某点到两波源的路程差（波程差）两波源的路程差（波程差）r r满足满足:加强加强rrnn减弱减弱rr（2n2n1 1）2 2*4 4、规、规 律律1r2rP1S2S（n n0 0、1 1、2 2、33）13减弱减弱rrnn加强加强rr（2n2n1 1）2 2（n n0 0、1 1、2 2、33）*4 4、规、规 律律 若两波源振动情况完全若两波源振动情况完全,某点到某点到两波源的路程差（波程差）两波源的路程差（波程差）r r满足满足:1r2rP1S2S14三、波的衍射三、波的衍射现象：波可以绕过障碍物或小孔继现象：波可以绕过障碍物或小孔继续传播的现象叫做波的衍射续传播的现象叫做波的衍射15发生明显衍射现象的条件：发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到察到的衍射现象的衍射现象注意：注意：一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到明显，不易被我们观察到 161718现象现象:干涉和衍射是一切波所特有的现象干涉和衍射是一切波所特有的现象条件条件:频率相同，振动方向一致频率相同，振动方向一致波的独立传播和叠加原理：波的独立传播和叠加原理：规律规律减弱减弱加强加强rrnnrr（2n2n1 1）2 2（n n0 0、1 1、2 2、33）小结小结 波的干涉波的干涉波的衍射波的衍射 小孔或障碍物的尺寸小于或等于波小孔或障碍物的尺寸小于或等于波长时能发生长时能发生明显的明显的衍射现象衍射现象192021224：如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的涉图样中，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是结果正确的描述是 ()A在在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰BB点在干涉过程中振幅始终为零点在干涉过程中振幅始终为零C两波在两波在B点路程差是波长的整数倍点路程差是波长的整数倍D当当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰BS1S2ABDC2324 练习练习2 2：水面上有水面上有A A、B B两个振动情况完全相同的振两个振动情况完全相同的振动源，在动源，在A A、B B连线的中垂线上有三个点连线的中垂线上有三个点a a、b b、c c，已，已知某时知某时a a点是两列波波峰和波峰相遇点，点是两列波波峰和波峰相遇点，c c点是与点是与a a点点最近的波谷和波谷相遇点，最近的波谷和波谷相遇点，b b处在处在a a、c c之间，如下图，之间，如下图，以下说法正确的是：（以下说法正确的是：（）A A、a a振动加强，振动加强，c c点振动减弱点振动减弱B B、a a、c c点振动加强，点振动加强，b b点振动减弱点振动减弱C C、a a、b b、c c点振动都加强点振动都加强D D、a a、c c点振动加强，点振动加强，b b点振动不确定点振动不确定ABabcC C25练习练习3 3：如图所示为观察水面波衍射的实验装置，如图所示为观察水面波衍射的实验装置，ACAC和和BDBD是两块挡板，是两块挡板，ABAB是一孔，是一孔，O O为波源，图中已画出波源所为波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻（在区域的传播情况，每两条相邻（图中曲线）之间距图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是法中正确的是 （）A A此时有明显观察到波的衍射现象此时有明显观察到波的衍射现象 B B挡板前后波纹间距离相等挡板前后波纹间距离相等 C C如果孔的大小不变，使波源频率增大，有可能观察如果孔的大小不变，使波源频率增大，有可能观察 不到明显的衍射现象不到明显的衍射现象 D D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象察到衍射现象ABCODBAC26练习练习4：（B ）275：ca28