河南省濮阳市华龙区高级中学高中物理《波的衍射和干涉》课件 新人教选修34

5. 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（ BC ） 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
1. 为什么“未见其人先闻其声”？ 2. 为什么光是直线传播而声波可以发生明
显的衍射现象？
• 为什么“未见其人先闻其声”？ • 数据：
1. 人耳能听到的声波的频率范围 20——20000Hz；
2. 可见光频率范围
注意
1. 一切波都能发生衍射现象，只有明显与不明 显的差异。衍射是波的特有属性。
2. 在满足一定条件时，一切波都可产生明显的 衍射现象。波的直线传播只是衍射不明显时的 一种近似。 3 .障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能 否发生的条件，是发生明显衍射的条件。
3.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所 能到达区域的示意图， C 情况中水波的频率最大； 情况中A水波的频率最小。
A
B
C
4. 已知空气中的声速为340m/s，现有几种 声波：（1）周期为0.05s；（2）频率为104Hz; （3）波长为10m．它们传播时若遇到宽度约为 13m的障碍物，发生明显衍射现象的是（ C ）
A. 波长为40m的波 B. 波长为9．9m的波 C. 频率为40Hz的声波 D. 频率为5000MHz的电磁波（v＝3.0×108m／s）
第二课时 波的干涉
• 学思考和探讨 • 日常生活中常见的波有哪些？请同学们举例。 • 当两列波相遇会怎样？ • 当波遇到障碍物又会怎样？请同学们思考、猜
想。
由此可知：
导入新课
生活实例
1、为什么隔着墙说话，墙那边 的人也能听见？ 2、在水塘里，微风激起的水波遇到 突出水面的小石子、芦苇，会绕过他 们继续传播，好象他们并不存在。
1. 定义: 波可以绕过障碍物继续传播，这种现 象叫做波的衍射。
思考：如何才能发生明显的衍射现象呢？
设计方案
1. 在波长不变的情况下改变障碍物 或孔的尺寸，观察是否发生明显的衍射 现象；
2.下列说法正确的是（ ABCD ） 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
3.两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则 …………………………………………（ BC）D
两列波相遇后，彼 此穿过，继续传播，波 的形状和传播的情形都 跟相遇前一样，也就是 说，相遇后，它们都保 持各自的运动状态，彼 此都没有受到影响。
1. 波在叠加时的特点
（1）相遇时，位移是两列 波分别产生的位移的矢 量和
（2）相遇后，各列波独立 传播。
2．叠加原理
几列波相遇时能够保持各自的运动状 态，继续传播，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。
x1
0
t
x2
Q
0
t
x
0
t
Ｑ点振动最弱（振幅为｜A1－A2｜）
x1
0
t
x2
Q
0
t
x
0
t
Ｑ点不振动（振幅为零）
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．
2. 在障碍物或孔的尺寸不变的情况 下改变波长，观察是否发生明显的衍射 现象。
观察一：
波长与狭缝宽度相差不多时，有明显衍 射现象
观察二：
狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度 比波长更小时，发生明显衍射。
实验表明：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，才能观察到明显的衍射现象
）
5.干涉条件：
（1）两个波源的振动频率相同 （2）两波源的相位差必须保持不变
例2.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 CE ，振动减弱 点是 ABD（图中实线表示波峰，虚线表示波 谷）。
4 .一般情况下波长较大的波容易产生显著的 衍射现象。
例1.如何获得明显的衍射现象？
λ一定时，可改变l，使l与λ接近 l一定时，可改变λ，使λ与l接近 ｖ一定时，可改变f，从而改变λ
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/172022/1/17January 17, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/172022/1/172022/1/171/17/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/172022/1/17
1.定义
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，而且振动加强 和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干 涉。
2.干涉图样
由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。
3.干涉的解释
x1
0
t
x2
0tPx Nhomakorabea0
t
P点振动最强（振幅为A1＋A2）
在某一时刻，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，质点的振动最激烈。
（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．
4. 加强点和减弱点满足的条件
• （1）加强点与两个波源的距离差： • △r=r2-r1=kλ（k=0, 1，2，3……） • （2）减弱点与两个波源的距离差： • △r=r2-r1=(2k+1)λ/2 （k=0, 1，2，3……
A.（1）和（2） C.（1）和（3）
B.（2）和（3） D. 都可以
5.在用水波槽做衍射实验时，若打击水 面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的 传播速度为0.05rn／s，为观察到明显的衍 射现象，小孔的直径d应为（ D ）
A．10cm C．d＞1cm
B．5cm D．d＜1cm
6. 有一障碍物A的高度为10m，下列波衍射现 象最朋显的是（ ）
S1
S2
A
D
B
C
E
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．
课堂小结
什么是波的独立性？ 什么是波的叠加原理？
什么是波的干涉？ 干涉加强点和减弱点满足的条件？ 产生稳定干涉的条件是什么
课堂练习
1. 关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确 的是（ BD） A.任意两列波都能产生稳定干涉现象 B.发生稳定干涉现象的两列波，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
3、3 ．波的独立性原理
两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波
的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也 就是说，相遇后，它们都保持各自的运动 状态，彼此都没有受到影响
波的独立性原理
振动加强 振动减弱
振动加强
振动减弱
振动加强
振动加强 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。
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
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 ） 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
•
课堂练习
1.以下关于波的衍射的说法，正确的是（ B ） A. 波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B. 当孔的尺寸比波长越小，衍射现象明显 C. 当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很 明显 D. 只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会 发生明显的衍射现象
2.关于波的衍射下列说法中正确的是（AEF ） A．在衍射现象中，波不是沿直线传播的 B．水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射 现象 C．横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射 D．不能发生明显衍射的，必定不是波 E．衍射是一切波的特性 F．波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射 现象