波的干涉和衍射

2.3 波 的 干 涉 和 衍 射 现象：波可以绕过障碍物或通过小孔继续传播的现象叫做波的衍射 1.一切波都能发生衍射2.衍射是波特有的现象 演 示 在 水 槽 里 放 两 块 挡 板 ， 中 间 留 有 一 个 狭 缝 ， 观 察 水波 通 过 狭 缝 后 的 传 播 情 况 。 保 持 水 波 的 波 长 不 变 ， 改 变 狭 缝 的 宽 度 ， 观 察 水 波的 传 播 情 况 有 什 么 变 化 。 but 两 列 波 相 向 运 行 ，相 遇 时 会 不 会 像 两个 球 相 遇 那 样 改 变它 们 原 来 的 运 动 状态 呢 ？想 想 ？一不会视频 两 列 频 率 相 同 的 波 相 遇 时 ， 在 它 们 相 遇 的区 域 会 发 生 什 么 现 象 呢 ？ 我 们 先 观 察 下 面 的 现象 。想 一 想 振 动 加 强振 动 加 强振 动 加 强振 动 加 强振 动 减 弱 振 动 减 弱 振 动 减 弱 由 此 可 知 ： 两 列 波 相 遇 后 ， 在 水 面 上 出 现 了 一 条条 从 两 个 波 源 中 间 伸 展 出 来 的 相 对 平静 的 区 域 和 激 烈 振 动 的 区 域 ， 这 两 种区 域 在 水 面 上 的 位 置 是 固 定 的 ， 而 且相 互 隔 开 。 x10 tx20 tx0 tPP点 振 动 最 强 （ 振 幅 为 A 1 A2） 3.干 涉 的 解 释 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 和 波 谷 相 遇 波 峰 和 波 峰 、 波 谷 和 波 谷 相 遇时 ， 质 点 的 振 幅 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 振 动 最 激 烈 . x10 tx20 tx0 tQ 点 振 动 最 弱 （ 振 幅 为 A 1 A2 ） x10 tx20 tx0 tQ 点 不 振 动 （ 振 幅 为 零 ） 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 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 振 幅 相 同 ， 质 点 振 动的 振 幅 就 等 于 零 ， 水 面 保 持 平 静 （ 1） 加 强 点波 峰 与 波 峰 或 波 谷 与 波 谷 相 遇 ；加 强 点 与 两 个 波 源 的 距 离 差 ： r=r2-r1=k（ k=0， 1， 2， 3 ）（ 2） 减 弱 点波 峰 与 波 谷 相 遇 ；减 弱 点 与 两 个 波 源 的 距 离 差 ： r=r2-r1=(2k+1)/2 （ k=0， 1， 2， 3 ）加 强 点 和 减 弱 点 满 足 的 条 件 ： 的 的s1 s2r1 r2的p 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 减弱 区 振 动 加 强 区 和 振 动 减 弱 区 是 相 互 隔 开 的 注 意 ：（ 1） 振 动 加 强 的 区域 振 动 始 终 加 强 ， 振动 减 弱 的 区 域 振 动 始终 减 弱 （ 2） 振 动 加 强 （ 减弱 ） 的 区 域 是 指 质 点的 振 幅 大 （ 小 ） ， 而不 是 指 振 动 的 位 移 大（ 小 ） ， 因 为 位 移 是 在 时 刻 变 化 的 同 一 条 双 曲 线 上 各 点 都 是 加 强 点 或 减 弱 点 . 波的干涉图样波的干涉示意图。白实线表示波峰所在位置，白虚线表示波谷所在位置 3、 产 生 干 涉 的 条 件 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 稳 定 的 干涉 图 样 ， 则 需 要 满 足 一 定 的 条 件 产 生 干 涉 的 条 件 ： 两 列 波 的 频 率 必 须 相 同 4、 一 切 波 （ 只 要 满 足 条 件 ） 都 能 发 生 干 涉现 象 ， 干 涉 和 衍 射 一 样 都 是 波 特 有 的 现象 1.关 于 两 列 波 的 干 涉 现 象 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是（ ）A.任 意 两 列 波 都 能 产 生 干 涉 现 象B.发 生 干 涉 现 象 的 两 列 波 ， 它 们 的 频 率 一 定 相 同C.在 振 动 减 弱 的 区 域 ， 各 质 点 都 处 于 波 谷D.在 振 动 加 强 的 区 域 ， 有 时 质 点 的 位 移 等 于 零练 习 ：答 案 ： BD 2.下 列 说 法 正 确 的 是 （ ）A.两 列 波 相 遇 时 ， 可 以 相 互 穿 过 继 续 传 播 ，只 在 重 叠 区 域 发 生 叠 加B.两 列 波 叠 加 区 域 的 任 何 介 质 质 点 的 实 际 位移 是 两 列 波 单 独 引 起 位 移 的 矢 量 和C.两 列 波 相 遇 时 ,一 列 波 对 另 一 列 的 影 响 叫 干涉D.干 涉 是 特 殊 条 件 下 叠 加 现 象 ， 两 个 频 率 相同 的 波 源 振 动 产 生 的 波 可 能 发 生 干 涉 象ABCD 3. 两 列 波 长 相 同 的 水 波 发 生 干 涉 ， 若 在 某 一时 刻 ， P点 处 恰 好 两 列 波 的 波 峰 相 遇 ， Q点 处两 列 波 的 波 谷 相 遇 ， 则 （ ）A P点 的 振 幅 最 大 ， Q点 的 振 幅 最 小B P Q两 点 的 振 幅 都 是 原 两 列 波 的 振 幅 之 和C P Q两 点 的 振 动 周 期 同D P Q两 点 始 终 处 在 最 大 位 移 处 和 最 小 位 移处 BC 4.如 图 所 示 ， S1、 S2是 两 个 频 率 相 等 的 波 源 ， 它们 在 同 一 种 介 质 中 传 播 ， 以 S1、 S2为 圆 心 的 两 组同 心 圆 弧 分 别 表 示 同 一 时 刻 两 列 波 的 波 峰 （ 实 线 ）和 波 谷 （ 虚 线 ） 则 以 下 说 法 正 确 的 是 ： （ ）A 质 点 A是 振 动 加 强 点B 质 点 D是 振 动 减 弱 点C 再 过 半 周 期 ， 质 点 B、 C是 振 动 加 强D 质 点 A始 终 处 于 最 大 位 移 5.两 列 波 发 生 了 干 涉 现 象 ， 得 到 了 干 涉 图 样则 （ ）A.振 动 加 强 的 质 点 ， 始 终 处 于 最 大 位 移 处B.振 动 加 强 的 质 点 的 位 移 ， 有 时 会 小 于 振 动 削 弱的 质 点 的 位 移C.波 峰 与 波 峰 相 遇 处 的 质 点 ， 其 振 动 始 终 加 强D.波 峰 与 波 谷 相 遇 处 的 质 点 ， 其 振 动 始 终 削 弱BCD 6.如 图 所 示 ， 是 水 波 干 涉 示 意 图 ， S1、 S2是 两 波源 ， A、 D、 B三 点 在 一 条 直 线 上 ， 两 波 波 源频 率 相 同 ， 振 幅 等 大 ， 就 图 中 标 出 的 各 点 ， 回答 振 动 加 强 点 是 ， 振 动 减 弱 点 是 （ 图 中 实 线 表 示 波 峰 ， 虚 线 表 示 波 谷 ） 。AS1 S2BD C EADB CE 7、 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 的结 果 正 确 的 描 述 是 ( )A 在 A点 出 现 波 峰 后 ， 经 过 半 个 周 期 该 点 还 是 波 峰B B点 在 干 涉 过 程 中 振 幅 始 终 为 零C 两 波 在 B点 路 程 差 是 波 长 的 整 数 倍D 当 C点 为 波 谷 时 ， 经 过 一 个 周 期 此 点 出 现 波 峰BS1 S2AB D C 波的干涉 1.概 念 :频 率 相 同 的 两 列 波 叠 加 ， 使 某 些 区 域 的 振 动 加 强 、 某 些 区 域 的 振 动 减 弱 ， 并 且 振 动 加 强 和 振 动 减 弱 的 区 域 互 相 间 隔 ， 这 种 现 象 叫 波 的 干 涉 . 2.干 涉 条 件 :两 列 波 的 频 率 和 振 动 方 向 相 同 3.注 意 :发 生 干 涉 时 ， 加 强 区 域 和 减 弱 区 域 的 位 置 是 确 定 的 ， 即 加 强 点 始 终 加 强 ， 减 弱 点 始 终 减 弱 .不 论 是 加 强 区 还 是 减 弱 区 各 质 点 都 做 与 波 源 相 同 的 振 动 ， 各 质 点 的 位 移 是 周 期 性 变 化 的 .小 结 ：