2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波3.4波的干涉(3)课件

第四节波的衍射和干涉\n实例1、在水塘里,微风激起的水波遇到突出水面的小石子、芦苇,会绕过它们继续传播,好象它们并不存在实例2、听其声不见其人实例3、隔墙有耳这些现象说明了什么？\n一、衍射现象一、定义：波能绕过障碍物继续传播的现象,叫做波的衍射.衍射是所有波共有的一种现象,一切波都能发生衍射.同时,它也是波所特有的现象展延之意波的衍射——波展延到“影子”区域里的现象\n2、发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多波长一定的水波通过宽度不同的狭缝波长不同的水波通过宽度一定的狭缝\n注意：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\n例1、下列现象或事实属于衍射现象的是A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.水波前进方向上遇到凸出水面的小石子,小石子对波的传播没有影响.D.晚上看到水中月亮的倒影C\n练习1、（多选）下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射是一切机械波特有的现象B.对同一列波,缝或孔(障碍物)越小,衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射是由于声波波长较大BD\n练习2、在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子的频率是5HZ,水波在槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为()A.10cmB.5cmC.d>1cmD.d<1cmD\n练习3、（多选）如图是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O为波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹（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,下述描述正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．通过挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察衍射现象ABC\n思考：几列波在介质中传播相遇时会产生什么效果？遵循什么规律？结论：1、几列波相遇时,它们可以同时通过介质中的同一点,并且每一列波都能够保持各自原来的运动状态继续向前传播,彼此之间互不干扰,好像没有遇到一样2、几列波相遇时,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和——波的叠加原理二、波的叠加原理波的独立作用原理\n3、两种特殊情形波谷＋波谷①波峰＋波谷②波峰＋波峰振动加强振动减弱\nA甲乙丙丁例2、如图所示两列波相向传播,当它们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁中,可能的是A．图乙、丙B．图甲、乙C．图乙、丙、丁D．图甲、乙\n三、波的干涉1、干涉现象——频率相同的两列波相遇区域内振动在空间上出现稳定的周期性的强弱分布的现象2、相干波条件1)频率相同2)振动方向相同3)同相或相位差恒定满足上述三条件的波称为相干波,其波源称为相干波源频率相同两列波叠加\n波的干涉示意图S1S2AB△x=0加强区CD△x=λ/2减弱区E△x=λ/2减弱区△x=λ加强区△x=λ加强区△x=3λ/2减弱区△x=3λ/2减弱区你能得到哪些规律？实线——波峰虚线——波谷\n2、振动加强点：两列波的波源到该点的波程差等于半波长的偶数倍（n=0,2,4,6……）振动减弱点：两列波的波源到该点的波程差等于半波长的奇数数倍（n=1,3,5,7……）结论：1、加强区、减弱区关于波源连线的中垂线对称分布,且波程差从中垂线向两侧以λ/2递增\n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．\n\n例3、水面上有A、B两个振动情况完全相同的振动源,在A、B连线的中垂线上有三个点a、b、c,已知某时a点是两列波波峰和波峰相遇点,c点是与a点最近的波谷和波谷相遇点,b处在a、c之间,如下图,以下说法正确的是（）A、a振动加强,c点振动减弱B、a、c点振动加强,b点振动减弱C、a、b、c点振动都加强D、a、c点振动加强,b点振动不确定ABabcC\n练习1、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BS1S2ABDC\n练习2、当两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的有（）A、质点P的振动始终是加强的B、质点P的振幅最大C、质点P的位移始终最大D、质点P的位移有时候为零ABD\n练习3、如图所示,两列简谐波均沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x方向传播(图中实线所示),一列沿负x方向传播(图中虚线所示),这两列波的频率相同,振动方向均沿y轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=的点,振幅最小的是x=的点.4、82、6\n易错题、如图所示,S1、S2是振幅均为A的两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．则下列说法中正确的是（　）A．两列波在相遇区域发生干涉B．两列波在相遇区域内发生叠加C．此时各点的位移是：xA=0,xB=-2A,xC=2AD．A处振动始终减弱,B、C处振动始终加强BC