《波的干涉和衍射》PPT课件
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波的干涉和衍射(课堂PPT)
15
四、波的干涉
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：a.频率必须相等。b.振动方向一致 （同类波）c.相差恒定
4．对振动加强区和振动减弱区的判断：
16
四、波的干涉
假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两 列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长 为λ。
矢量和．
10
两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区 域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。
11
四、波的干涉
1．波的干涉：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．
干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样． 学科网
12
四、波的干涉
2．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.
13
四、波的干涉
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．
B．挡板前波纹间距离相等
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
8
二、波的叠加
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．
四、波的干涉
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：a.频率必须相等。b.振动方向一致 （同类波）c.相差恒定
4．对振动加强区和振动减弱区的判断：
16
四、波的干涉
假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两 列波源的距离分别为S1、S2，两列波的波长 为λ。
矢量和．
10
两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区 域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。
11
四、波的干涉
1．波的干涉：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．
干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样． 学科网
12
四、波的干涉
2．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.
13
四、波的干涉
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．
B．挡板前波纹间距离相等
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
8
二、波的叠加
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．
人教版物理(选修3-4)课件：12.4波的衍射和干涉(33页)
A．该时刻质点O正处在平衡位置 B．P、N两质点始终处在平衡位置 C．随着时间的推移，质点M向O点处移动 D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位 置
【解析】
波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加
强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱的点，在波的传播方向 上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区，不管波 如何叠加，介质各质点均在各自的平衡位置附近振动．本题考 查对干涉图样的认识，由图可知，图中O、M为振动加强的 点，此时刻O处于波谷，M处于波峰，因此A选项错误；N、P 为振动减弱的点，又因两列波振幅相同．因此N、P两点振幅
(2)振动减弱点 如图①所示，以波源S1、S2分别将波峰、波谷传到b点时 开始计时，波源S1、S2分别引起质点b振动的图象如图③甲、 乙所示，当两列波重叠时，质点b同时参与两个振动，合振动 图象如图③丙所示．
①从波源S1、S2发出的两列波传到振动减弱的b点是反相 (即振动步调相反)的，引起b点的振动方向相反，振幅为A＝|A1 －A2|. λ ②两波源S1、S2到振动减弱的b点的距离之差Δx＝(2k＋1) 2 (k＝0,1,2，„)． ③振动减弱的b点并非一定不振动，只是振幅最小，等于 两列波的振幅之差． ④振动减弱的点都在图①中虚线上.
第四节
波的衍射和干涉
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
1．知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条 件． 2．理解波的叠加原理． 3．知道什么是波的干涉现象及其产生条件． 4．会用波的衍射、干涉现象解释相关问题．
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
一、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象． 2．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． 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波 特有的现象．
波的衍射和干涉 课件
一、波的衍射现象及发生明显衍射的条件 1．生活中常见的波的衍射现象 (1)声波：声波的波长在1.7cm～17m之间，与一般障碍 物的尺寸相比差不多，或比其大，故声波的衍射现象极为明 显。 (2)水波：水面上传播的波能够越过水面上的芦苇、小石 块等障碍物，都是典型的水波的衍射现象。 (3)无线电波：在房间中可以接收到收音机和电视信号， 是电磁波的衍射现象。
特别提醒： 1衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象， 只有明显和不明显的差异。 2凡能发生衍射现象的就是波。
二、对波的叠加原理的理解 1．波的叠加原理说明了两方面内容，一是波的独立传 播，二是相遇时的叠加。 2．波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由 于总位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移 可能增大，也可能减小。 两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大(如图甲所 示)。
λ 2
的奇
数倍，即Δr＝
2k＋1λ 2
时，声波的振幅A＝0。这就是说该频
率的声波被消弱。利用这一原理，可以达到控制噪声的目
的。
有干涉消声器的柴油发动机经消声处理后，其排气噪声可以 降低10dB以上，干涉型消声器以其结构简单，价格低廉，消 声效果好得到了很好的应用，下图是其结构原理图，试分析 其工作原理。
解析：设一列波长为λ的声波，沿水平管道自左向右传
播。当入射波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1
和r2，再到b处相遇。若Δr＝r1－r2恰好等于声波半波长
波的衍射和干涉
知识点 1 波的衍射
1.定义：波可以绕过 障碍物 继续传播的现象。 例如：我们看到水波通过两山之间狭窄的水面时，形成 半圆形的水波向外扩散，可以绕过小山。(如图)
2．实验及现象 (1)实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝 。 (2)现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光 沿 直线传播一样，挡板后面产生“ 阴影区”。②狭缝宽度与 波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波 绕到挡板后面 继续传播。
高中物理第十二章机械波4波的衍射和干涉课件
答案:C
波的干涉中加强区和减弱区的判断方法 知识链接 1.图象法:在某时刻的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的 交点,一定是加强点,波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减 弱点,各自连接而成以两波源连线为中心向外辐射的连线,形成加强 线或减弱线,两种线互相间隔,形成干涉图样,加强点与减弱点之间各 质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。 2.公式法:当两个相干波源的振动步调一致时,到两个波源的距 离之差 Δs=nλ 处是加强区,Δs=(2n+1) 处是减弱区(其中,n 取 1,2,3…)。
一、
波的衍射现象
知识精要 1.关于衍射的条件 应该说衍射是没有条件的,衍射是波特有的现象,一切波都可以 发生衍射。 衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或小孔的尺寸跟 波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件。 2.波的衍射实质分析 波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它 发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方 向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。
������ 2
案例探究 S1、 S2 是两个同相的相干波源,相距 4 m,激起两列相干波的波长 均为 λ=2 m,则在以 S2 为圆心,S1、S2 连线为半径的圆周上共有几处 振动最弱的点? 思路分析:解答本题时首先确定圆周上任一点到两波源距离之 差的范围,把物理问题转化为不等式,然后根据加强或减弱的条件写 出距离之差与波长的关系,最后确定 n 的取值。
答案:两列波相遇叠加时,加强点的振幅为两列波振幅之和,即为 2A,减弱点的振幅为两波振幅之差等于零,即不再振动,加强点是以 振幅 2A 在平衡位置附近振动,并不是一直保持最大位移 2A 不变。
2.波的干涉 (1)频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域 的振幅减小的现象。形成的图样常常称为干涉图样。 (2)产生干涉的两个必要条件:两列波的频率必须相同和两个波 源的相位差保持不变。 (3)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象。 预习交流 3 旋转一只敲响的音叉,会听到声音时大时小,说明产生了干涉,但 两个人一起说话,旁边走动的人为什么听不到声音忽大忽小? 答案:音叉的两个臂完全相同,产生同频率的声波,能相互干涉, 而两个人讲话的频率不可能相同且不断变化,所以不能干涉。
波的衍射和干涉 课件
2.发生明显衍射现象的条件
障碍物或缝、孔的尺寸比波长小,或跟波长相差不多。
一、波的衍射
说明: ①一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 ②这仅是发生明显衍射的条件，不是衍射的条件。 ③当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍
射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到。
二、波的衍射实例
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、会绕过他们继续传播，好像他们并不存在。 实例2：隔墙有耳
四、波的干涉
5.加强点和减弱点的判断方法（两波源振动完全相同）
如图A、B是两个振动情况相同的波源，点P到A、 B距离分别是S1 和S2 ，则波程差ΔS：
P点是振动加强点的条件是：
S S1 S2 n (n 0，1，2，)
P点是振动减弱点的条件是：
S S1 S2 (2n 1) / 2 (n 1，2，3，)
特例： 干涉
干涉条件 干涉现象及规律 应用
注意：振动的强弱与振幅大小相联系，不是位移的大小。
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：1.两列波的频率必须相同（称为相干波）
2.两列波的相位差保持不变
特别说明：1.干涉的实质是波的稳定叠加，
但叠加未必都产生干涉现象。 2.一切波（只要满足条件）都能发生干涉现 象，干涉和衍射一样都是波的特有现象．
波的衍射和干涉
1.知道什么是波的衍射现象，知道衍射和干涉是波特有的现象。 2.知道波发生明显衍射现象的条件。 3.知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象和干涉图样。 重点： （1）衍射现象及发生明显衍射现象的条件； （2）波的叠加原理和波的干涉现象。 难点： （1）对产生明显衍射现象的条件的理解； （2）波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。
障碍物或缝、孔的尺寸比波长小,或跟波长相差不多。
一、波的衍射
说明: ①一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 ②这仅是发生明显衍射的条件，不是衍射的条件。 ③当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍
射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到。
二、波的衍射实例
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、会绕过他们继续传播，好像他们并不存在。 实例2：隔墙有耳
四、波的干涉
5.加强点和减弱点的判断方法（两波源振动完全相同）
如图A、B是两个振动情况相同的波源，点P到A、 B距离分别是S1 和S2 ，则波程差ΔS：
P点是振动加强点的条件是：
S S1 S2 n (n 0，1，2，)
P点是振动减弱点的条件是：
S S1 S2 (2n 1) / 2 (n 1，2，3，)
特例： 干涉
干涉条件 干涉现象及规律 应用
注意：振动的强弱与振幅大小相联系，不是位移的大小。
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：1.两列波的频率必须相同（称为相干波）
2.两列波的相位差保持不变
特别说明：1.干涉的实质是波的稳定叠加，
但叠加未必都产生干涉现象。 2.一切波（只要满足条件）都能发生干涉现 象，干涉和衍射一样都是波的特有现象．
波的衍射和干涉
1.知道什么是波的衍射现象，知道衍射和干涉是波特有的现象。 2.知道波发生明显衍射现象的条件。 3.知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉现象和干涉图样。 重点： （1）衍射现象及发生明显衍射现象的条件； （2）波的叠加原理和波的干涉现象。 难点： （1）对产生明显衍射现象的条件的理解； （2）波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。
波的衍射和干涉(含多个演示动画)课件
衍射现象
衍射类型 衍射公式
干涉动画
干涉现象
展示两列波相遇时产生干涉的现 象，说明干涉是波的叠加产生加
强或减弱的现象。
干涉类型
介绍不同类型的干涉，如驻波和 行波干涉，并解释它们在实验中
的应用。
干涉公式
介绍干涉的定量公式，如波动方 程和干涉相长公式，并解释其在
理论分析中的作用。
综合演示动画
综合演示 实验分析 应用实例
CATALOGUE
结论与总结
结论
衍射是波绕过障碍物继续传播 的现象，是波特有的性质。
干涉是两列频率相同的波相互 叠加，形成稳定的强弱分布的 现象。
衍射和干涉是波动性质的重要 表现，在生产和生活实际中有 广泛的应用。
总结
本课件介绍了波的衍射和干涉的 基本概念、产生条件、现象和应
用。
通过动画演示和实验视频，帮助 学生深入理解衍射和干涉的原理
当两列或多列波相遇时，它们相互叠 加形成干涉现象。
反射
当波遇到较大的障碍物时，波会被反 射回来，形成反射现象。
CATALOGUE
波的干涉
干涉现象
干涉现象定义 干涉现象的实例 干涉现象的特点
干涉原理
干涉原理概述
1
干涉原理的数学描述
2
干涉原理的应用
3
干涉分 类
CATALOGUE
演示动画
衍射动画
CATALOGUE
实验操作
衍射实验
准备实验器材
包括光源、狭缝、屏幕等。
操作步骤
调整光源和狭缝的位置，观察衍射现象，记录实验数据。
数据分析
分析衍射图像，计算衍射角、衍射强度等参数，并与理论值进行 比较。
干涉实验
准备实验器材
衍射类型 衍射公式
干涉动画
干涉现象
展示两列波相遇时产生干涉的现 象，说明干涉是波的叠加产生加
强或减弱的现象。
干涉类型
介绍不同类型的干涉，如驻波和 行波干涉，并解释它们在实验中
的应用。
干涉公式
介绍干涉的定量公式，如波动方 程和干涉相长公式，并解释其在
理论分析中的作用。
综合演示动画
综合演示 实验分析 应用实例
CATALOGUE
结论与总结
结论
衍射是波绕过障碍物继续传播 的现象，是波特有的性质。
干涉是两列频率相同的波相互 叠加，形成稳定的强弱分布的 现象。
衍射和干涉是波动性质的重要 表现，在生产和生活实际中有 广泛的应用。
总结
本课件介绍了波的衍射和干涉的 基本概念、产生条件、现象和应
用。
通过动画演示和实验视频，帮助 学生深入理解衍射和干涉的原理
当两列或多列波相遇时，它们相互叠 加形成干涉现象。
反射
当波遇到较大的障碍物时，波会被反 射回来，形成反射现象。
CATALOGUE
波的干涉
干涉现象
干涉现象定义 干涉现象的实例 干涉现象的特点
干涉原理
干涉原理概述
1
干涉原理的数学描述
2
干涉原理的应用
3
干涉分 类
CATALOGUE
演示动画
衍射动画
CATALOGUE
实验操作
衍射实验
准备实验器材
包括光源、狭缝、屏幕等。
操作步骤
调整光源和狭缝的位置，观察衍射现象，记录实验数据。
数据分析
分析衍射图像，计算衍射角、衍射强度等参数，并与理论值进行 比较。
干涉实验
准备实验器材
电磁波的干涉和衍射的课件
电磁波的干涉和衍射的课件电磁波的干涉和衍射电磁波是一种横波，包括电场和磁场的振荡。
在传播过程中，电磁波可以经历干涉和衍射现象。
本文将详细介绍电磁波的干涉和衍射现象。
一、电磁波干涉电磁波干涉是指两个或多个电磁波交叠在一起形成新的波纹的现象。
干涉分为同相干涉和异相干涉两种情况。
1. 同相干涉当两个波源发出的电磁波具有相同的频率、相同的振幅和相同的起始相位时，它们会发生同相干涉。
同相干涉时，两个波的峰值和峰值相遇，使得干涉图样中出现亮纹。
2. 异相干涉当两个波源发出的电磁波具有不同的频率、振幅或相位时，它们会发生异相干涉。
异相干涉时，两个波的峰值和谷值相遇，使得干涉图样中出现暗纹。
二、电磁波衍射电磁波衍射是指波通过一个孔或者绕过一个障碍物后发生的偏折现象。
衍射现象表明电磁波的传播并不仅限于直线传播。
电磁波的衍射特性取决于波的波长与障碍物尺寸之间的比例关系。
波长与障碍物尺寸的比值越大，衍射现象越明显。
三、电磁波干涉和衍射在实际应用中的重要性电磁波干涉和衍射现象在诸多领域中具有重要应用价值。
1. 光学领域在光学领域中，干涉和衍射现象被广泛应用于光的干涉仪、衍射光栅、光波导等设备中。
通过对光的干涉和衍射的研究，科学家们能够更好地了解光的性质并开发出更多的应用。
2. 电子学领域在电子学领域中，电磁波的干涉和衍射也具有重要意义。
例如，以电磁波的干涉为基础的Michelson干涉仪被广泛应用于测量长度和折射率等。
此外，电磁波的衍射也用于电子显微镜等设备中。
3. 无线通信无线通信中的天线设计也需要考虑到电磁波干涉和衍射现象。
了解和掌握电磁波的干涉和衍射特性，可以优化天线设计，提高无线通信系统的性能和覆盖范围。
四、总结电磁波的干涉和衍射现象是电磁波传播过程中的重要现象，不仅在理论研究中具有重要意义，而且在实际应用中也发挥着重要作用。
通过深入了解和研究电磁波干涉和衍射现象，将推动电磁波相关领域的发展，并为科学研究和实际应用提供更多有益信息和启示。
波的干涉和衍射
❖ 2．如图中s1和s2是两个 相干波源,以s1和s2为圆心 的两组同心圆弧分别表示 在同一时刻两列波的波峰 和波谷,实线表示波峰,虚 线表示波谷,a、b、c三点 中,振动加强的点是 ,振 动减弱的点是 ,再过 1/2周期,振动加强的点 是 ,振动减弱的点 是.
二、波的干涉：
❖ 关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是
三、波的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象， 学术界称为“宝光”。这是一种在云雾山地的地方常见的 一种大气光象，以往在峨眉山多见，故有“峨眉宝光”之 说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
三、波的衍射
防伪
❖ 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.
❖ 干涉的解释——减弱点
❖ 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．
二、波的干涉：
二、波的干涉：
双缝干涉 实验
激双屏
束
缝
光
屏上看到明暗相间的条纹
二、波的干涉：
P1
S1
S2 d
P
P
P1
单色光的干涉图样：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
二、波的干涉：
二、波的干涉：
❖ 关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是
三、波的衍射
神 秘 的 佛 光
是在光的“衍射－反射”成像原理下形成的一种特殊光象， 学术界称为“宝光”。这是一种在云雾山地的地方常见的 一种大气光象，以往在峨眉山多见，故有“峨眉宝光”之 说。实际上，“宝光”在黄山、庐山、五台山等地山区， 甚至一些稍有起伏的平原地带也可以看到 。
三、波的衍射
防伪
❖ 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.
❖ 干涉的解释——减弱点
❖ 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．
二、波的干涉：
二、波的干涉：
双缝干涉 实验
激双屏
束
缝
光
屏上看到明暗相间的条纹
二、波的干涉：
P1
S1
S2 d
P
P
P1
单色光的干涉图样：
明暗相间的条纹，且条纹间距相等。 两相邻亮纹（或暗纹）间距离与光的波长有关。
二、波的干涉：
《波的干涉和衍射》课件
06
CATALOGUE
总
04
波的干涉现象及其产生 条件
波的衍射现象及其产生 条件
干涉和衍射的区别与联 系
干涉和衍射在日常生活 和生产中的应用
思考题与习题
思考题：如何理解波的干涉和衍射现 象的本质？
2. 举例说明干涉和衍射在日常生活和 生产中的应用。
习题：1. 简述波的干涉和衍射现象的 区别。
实际应用中的选择
在实际应用中，根据需要解决的 问题和条件，可以选择使用干涉
或衍射的方法。
在研究波动特性、测量波长、研 究波动叠加规律等方面，干涉是
常用的方法。
在研究波的传播规律、绕过障碍 物传播等方面，衍射是常用的方
法。
04
CATALOGUE
干涉和衍射在生活中的应用
声波的干涉和衍射
声波的干涉
当两个或多个声波相遇时，它们会相互叠加，产生加强或减弱的现象。例如，双 簧管发出的两个相同频率的音波在特定位置叠加，产生稳定的干涉现象，形成悦 耳的和音。
02
干涉的结果是某些区域振动加强 ，某些区域振动减弱，从而形成 稳定的强弱分布。
波的干涉条件
频率相同
具有相同的振动方向
参与干涉的各波源的振动频率必须相 同。
参与干涉的各波源需要有相同的振动 方向，这样才能保证某些区域振动加 强，某些区域振动减弱。
有恒定的相位差
参与干涉的各波源需要有恒定的相位 差，这样才能保证波的叠加是有规则 的。
《波的干涉和衍射》ppt 课件
CATALOGUE
目 录
• 波的干涉现象 • 波的衍射现象 • 波的干涉与衍射的区别与联系 • 干涉和衍射在生活中的应用 • 实验：观察波的干涉和衍射现象 • 总结与思考
波的衍射和干涉含多个演示动画精品PPT课件
2、衍射的实质：振动的形式和能量 传到障碍物后方的阴影区域中。
思考：衍射中真的是孔或障碍物的尺 寸越小越好吗？
当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射 到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。
波的衍射实例
1、衍射是波特有的现象，一切波都能 发生衍射。但要发生明显的衍射现象需 要满足一定的条件，当不满足时，衍射 现象虽然存在，但由于是不明显的衍射 现象，不易被我们观察到。
生活中波的独立传播和叠加
开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音 特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。
想一想 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的
区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现 象。
实验研究
实验结果：两列波相遇后，在振动着的水面上，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。
波相遇时位移的特点
在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这 几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡 位置附近做振动，质点振动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
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。
明显衍射和有孔衍射
1、明显衍射：指传播能量的强弱及在障碍物阴 影区中所形成的波的区域大小。 2、有孔衍射：相当于在小孔处形成一个新的波 源——子波源，其频率和波长与原波源相同。
发生明显衍射现象的条件
1、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。
波的衍射(diffraction)
思考：衍射中真的是孔或障碍物的尺 寸越小越好吗？
当孔或障碍物的尺寸过小时，由于衍射 到后方的能量较弱，故衍射现象仍不明显。
波的衍射实例
1、衍射是波特有的现象，一切波都能 发生衍射。但要发生明显的衍射现象需 要满足一定的条件，当不满足时，衍射 现象虽然存在，但由于是不明显的衍射 现象，不易被我们观察到。
生活中波的独立传播和叠加
开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音 特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。
想一想 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的
区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现 象。
实验研究
实验结果：两列波相遇后，在振动着的水面上，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。
波相遇时位移的特点
在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这 几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡 位置附近做振动，质点振动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
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。
明显衍射和有孔衍射
1、明显衍射：指传播能量的强弱及在障碍物阴 影区中所形成的波的区域大小。 2、有孔衍射：相当于在小孔处形成一个新的波 源——子波源，其频率和波长与原波源相同。
发生明显衍射现象的条件
1、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。
波的衍射(diffraction)
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加强点和减弱点满足的条件： p
（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=kλ（k=0，±1，±2，±3……）
的 r1
r2
s的1 减弱点与两个波源的距离差：
△r=r2-r1=(2k+1)λ/2 （k=0，±1，±2，3……）
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．
同一条双曲线上各点都是加强点或减弱点.
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．
D
B A C
S1
S2
8、如图所示，A、B为两个完全相同的相干波源， 它们产生的两列波在AB连线的中垂线上的P点相 遇时，则（ ）AD A、P点振动始终加强 B、P点振动有时加强，有时减弱 C、P点位移始终等于振幅 D、P点位移有时为零
小结：
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
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。
实验研究
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。
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．
D、将N板下移一些
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（ 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
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
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）
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．
说明： 1.一切波都能发生衍射
2.衍射是波特有的现象
波可“绕弯”
二、什么条件下会发生明显衍射现象？
障碍物尺寸较小， 几乎无阻挡 “绕弯”明显
尺寸较大， “绕弯” 不明显
孔的尺寸较小 “绕弯”明显 小孔
小孔
尺寸较大“绕 弯”不明显
进一步研究证明：当障碍物或狭缝的尺寸 比波长小或跟波长相差不多时，衍射现象 十分明显.
波的独立传播特性
波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态 继续传播，相遇的波一旦脱离接触又会按照 原来的运动状态继续传播。
波的叠加原理
在相遇的区域里，介质中的质点同时参与这几列 波所产生的振动，每个质点仍然是在各自的平衡位置 附近振动，质点振动的位移等于这几列波单独传播时 引起的位移的矢量和。
想一想
练习：
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
答案：BD
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
弱，并且振动加强和振动减弱的区域
波
互相间隔，这种现象叫波的干涉.
的 2.干涉条件:两列波的频率和振动方向相同
干 3.注意:发生干涉时，加强区域和减弱区
涉
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.
生活中的物理现象
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。
生活中的物理现象
实例2.闻其声不见其人。 实例3.一叶障目不见泰山
声波“绕 弯”
光的 “ 转弯 ” 现 象却很难被观察到。
一、波的衍射 １．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．
课堂练习
1、下列关于波的衍射说法正确的是（ ABD） A、衍射是一切波特有的现象 B、对同一列波，缝、孔或障碍物越小，
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、声波容易发生衍射现象，由于声波波
长较大
课堂练习
2、水波通过小孔，发生一定程度的衍射， 为使衍射现象更不明显，可以（ A ） A、增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B、增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C、缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D、缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
减弱点是 （图中实线表示波峰，虚线表示波谷）。
ADB
CE
S1
S2
A
D
B
C
E
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 ( B )
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
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。
三、你现在能予以解释吗?
已知声波的波长范围是1.7cm到17m，而可见光的波 长范围在0.4μm到0.8μm
but
“ 一叶障目, 不见 “闻其声而不见其人” 泰山 ”
波的干涉(interference)
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
3.干涉的解释
x1
0
t
x2
0
t
P
x
0
t
P点振动最强（振幅为A1＋A2）
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.
5.两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样 则…………………………………………（BCD ）
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
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
课堂练习
3、下列关于波的衍射图象正确的是（ BC）
注意:有孔衍射的子波源在小孔处
课堂练习
4、如图所示，S为波源，MN为两块挡板，其 中M固定，N板可上下移动，两板中间有一块 缝，此时测得A点没有发生振动，为了使A点 能振动起来，可采取的方法是（ BC ） A、增大波源的频率
B、减小波源的频率
C、将N板上移一些
§2.3 波的干涉和衍射
想一 想？
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？
不会
视频
实验研究
1、相遇前 2、相遇时刻 3、相遇过程
4、相遇后
结论：两列波相遇时，位移发生变化；相遇后， 波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，都保持各 自的运动状态继续传播，彼此之间没有互相影响。