波的衍射和干涉
波的衍射和干涉
课堂练习
2、如图所示,A、B为两个完全相同的相干 如图所示, 波源,它们产生的两列波在AB AB连线的中垂 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, 线上的P点相遇时,则( AD ) A、P点振动始终加强 点振动有时加强, 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
思考与讨论 为什么频率和振动情况相同的两列波相遇时能出 现振动始终加强的区域? 现振动始终加强的区域?
如果在某一时刻, 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, 相遇,经过半个周期, 就变成波谷和波谷相 波峰和波峰、 遇。波峰和波峰、波 谷和波谷相遇 质点的位移都是最大, 时,质点的位移都是最大,等于这两列波的 振幅之和,因此在这一点, 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。 涉的加强点,质点的振动最激烈。
思考与讨论 为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域? 为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域?
如果在某一时刻, 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, 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, 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, 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, 幅相同,质点振动的振幅就等于零,水面保持 平静。 平静。
拓展练习
3、在同一均匀介质中有S1、S2两个波源, 在同一均匀介质中有S 两个波源, 这两个波源的频率相同。 这两个波源的频率相同。S1、S2相距两个波 点为S 直线的中点,今以B 长,B点为S1S2直线的中点,今以B为圆心以 为半径画圆,问在该圆周上( R=λ为半径画圆,问在该圆周上(S1、S2 两点除外)共有几个振动加强点? 两点除外)共有几个振动加强点?
波浪的干涉和衍射
干涉的定义:两列或两列以上的波在空间相遇时,会发生叠加,形成新的波形 干涉的条件:两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同 干涉的类型:相干干涉和非相干干涉 干涉的结果:形成明暗相间的条纹或斑点,称为干涉图样
加 强或减弱,形成稳定的干涉图样
干涉条件:两列 波的频率、相位、 振幅相同
干涉结果:形成 新的波形,如亮 条纹、暗条纹、 彩色条纹等
干涉的应用:光 学、声学、无线 电等领域
衍射是指波在传播 过程中遇到障碍物 时,会绕过障碍物 继续传播的现象。
衍射现象是波的一 种基本性质,广泛 存在于各种波中, 如光波、声波、电 磁波等。
衍射现象的发生是 由于波的传播过程 中,波前各个部分 的相位和振幅发生 变化,导致波的传 播方向发生变化。
互联系的。
干涉和衍射都可以用 来解释波的传播规律, 它们是波传播过程中
的重要现象。
干涉和衍射都涉及到 波的叠加,它们在某 些情况下可以相互转
化。
干涉和衍射在应用上 也有很多相似之处, 例如在光学、声学等 领域都有广泛的应用。
光学干涉:用于制造高精 度光学仪器和检测光学表
面的质量
干涉测量:通过干涉现象 测量长度、厚度、表面粗
非相干光干涉:非相干光波在空间 叠加,由于光波的随机性,导致干 涉图样不稳定
分波阵面干涉:将一束光波分成若 干个波阵面,在空间某一点叠加, 形成干涉图样
分振幅干涉:一束光波通过特殊的 光学元件,将其分成若干个振幅, 在空间某一点叠加,形成干涉图样
干涉现象:两列 或两列以上的波 在空间相遇时, 会形成新的波形
衍射现象在光学、 声学、电磁学等领 域有着广泛的应用 ,如光学显微镜、 声呐、雷达等。
衍射是光波在 传播过程中遇 到障碍物时发
物理知识点波的干涉与衍射
物理知识点波的干涉与衍射物理知识点:波的干涉与衍射波的干涉与衍射是物理学中的重要概念,涉及到波动现象的传播、叠加和相互作用等内容。
本文将从基本概念、原理、干涉与衍射的应用等方面展开论述。
一、波的干涉与衍射的基本概念波是在空间中传播的一种能量传递方式,常见的波有机械波和电磁波。
波的干涉与衍射是波传播过程中,由传播介质或波源的性质导致的现象。
干涉是指两个或多个波在空间某一点相遇、叠加时产生的增强或减弱的现象。
波的干涉可分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况,其中构造性干涉表现为波的振幅相互增强,破坏性干涉表现为波的振幅相互减弱。
衍射是波在遇到障碍物或穿过狭缝时发生的弯曲和扩散现象。
当波通过狭缝或绕过物体时,波的波前会发生弯曲和扩散,产生衍射现象。
衍射会使波的传播方向发生改变,并在后方形成干涉图样。
二、波的干涉与衍射的原理波的干涉与衍射的产生与波动的相位差有关。
相位差是指两个波的相位角之差。
在干涉现象中,当两个波的相位差为整数倍的2π时,波的振幅叠加会出现增强,即构造性干涉。
当两个波的相位差为半整数倍的π时,波的振幅叠加会出现减弱,即破坏性干涉。
在衍射现象中,波通过狭缝或绕过物体时,波的波前会发生弯曲和扩散,使得波的相位差发生变化。
根据不同的衍射模式,波的传播会呈现出不同的干涉图样。
三、干涉与衍射的应用波的干涉与衍射在实际生活中有着广泛的应用。
以下是其中几个常见的应用领域:1. 光学干涉与衍射:干涉与衍射在光学实验中具有重要应用。
例如,Michelson干涉仪可以用于测量长度和折射率的变化;杨氏实验通过光的干涉与衍射研究光的波粒二象性。
2. 声学干涉与衍射:波的干涉与衍射在声学研究中也有广泛应用。
例如,通过声学干涉技术可以实现无损检测和聚焦;扬声器阵列利用声波的干涉原理形成定向性声源。
3. 电子干涉与衍射:电子波的干涉与衍射也是现代物理学的重要研究领域之一。
电子干涉与电子衍射实验的成功,证实了电子也具有波动性。
波的干涉和衍射
波的干涉和衍射一、波的叠加1.波的独立传播性——两列波在相遇时,都将保持各自原有特性(频率、波长、振幅、振动方向)不变,互不干扰地各自独立传播。
2. 波的叠加原理——在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。
二、波的干涉1、现象:两列波在空间相遇而叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,且振动加强和振动减弱的区域相互间隔,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。
2、干涉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: 1) 两列波的频率相等; 2) 振动方向一致.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.满足上述条件的波称为相干波,其波源称为相干波源。
3、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.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.三、波的衍射1.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.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.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.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 ( 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练习2: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点振动不确定练习3:如图所示为观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一孔,O为波源,图中已画出波源所在区域的传播情况,每两条相邻(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,下列说法中正确的是(ABC )A.此时有明显观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.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D.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练习4:如图所示,正中 O是水面上一波源.实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔.经过一段时间,水面上的波形将分布于( B )A、整个区域;B.阴影Ⅰ以外区域C.阴影Ⅱ以外区域;D.上述答案均不对思考: 如你家在大山后,听广播和看电视哪个更容易?(若广播台、电视台都在山前侧)作业辅导与训练: P.78 训练(一)、(二)作业册:P.34练习 1-9题。
物理学中的波的衍射与干涉现象解析
物理学中的波的衍射与干涉现象解析波的衍射与干涉是物理学中重要的现象,它们揭示了波动性的特性以及波的相互作用。
在本文中,我们将深入探讨这些现象的原理和应用。
一、波的衍射现象波的衍射是指波通过一个较小的孔或物体边缘时,波的传播方向发生偏折和扩散的现象。
这种偏折和扩散是由波的传播特性决定的。
根据惠更斯-菲涅尔原理,波源的每一个点都可以看作是次波源,次波源发出的波在介质中传播,最终形成波的干涉和共振。
波的衍射现象广泛存在于日常生活中,很多典型的例子可以用来说明这个现象。
例如,当光线通过一个窄缝时,其背后的屏幕上会出现明暗相间的条纹。
这种现象被称为单缝衍射,其原理是光波传播过程中的波前重构和干涉。
波的衍射现象不仅仅出现在光波中,声波、电磁波、水波等也会表现出类似的现象。
二、波的干涉现象波的干涉是指两个或多个波相遇时,互相叠加形成新的波纹图案的现象。
它需要满足两个波的相位相差恒定且波长相等的条件。
根据波的叠加原理,两个波的叠加会形成新的波,其振幅是两个波的振幅的代数和。
干涉现象在物理学中有着广泛的应用,特别是在光学领域。
例如,通过双缝干涉实验可以直观地观察到明暗相间的干涉条纹。
这是由于两个波经过叠加后,出现了增强和衰减的现象。
干涉条纹的间距与波长、波源间距等有关,可以用来测量光的波长或者波源的间距。
三、波的衍射与干涉的应用波的衍射与干涉在科学研究和工程技术中有着重要的应用价值。
以下是一些典型的应用案例:1. X射线衍射:X射线是一种电磁波,当X射线通过晶体时,会发生衍射现象。
通过对衍射图案的观察和分析,科学家可以确定晶体的结构和晶格参数,从而揭示物质的内部结构。
2. 天文学中的探测手段:干涉天线阵列是一种利用波的干涉现象进行天体观测的技术手段。
通过将多个天线排列在一起,并实时记录接收到的波的振幅和相位信息,科学家可以重建出天体的图像,获得更详细的观测数据。
3. 激光干涉:激光是一种具有相干性的光,具有明确的波长和方向性。
波的干涉衍射知识点总结
波的干涉衍射知识点总结波的干涉和衍射是波动光学中的重要现象,它们揭示了光的波动性质和波动光的特性。
本文将从干涉和衍射的基本概念、干涉与衍射的区别、干涉与衍射的应用以及干涉与衍射的研究方法等方面进行详细阐述。
一、干涉和衍射的基本概念干涉是指两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样。
当两个波源发出的波具有相同的频率、相同的振幅且相差恒定的相位差时,它们就会产生干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种情况,构造干涉是指两个波源的相位差为整数倍的情况下形成明纹和暗纹的干涉图样,破坏干涉则是指相位差为奇数倍的情况下干涉图样呈现无法观测的状态。
衍射是指波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。
当波通过一个狭缝或遇到一个小孔时,波的传播方向会发生改变,波前会出现弯曲和扩散的现象,形成衍射图样。
衍射可以分为菲涅尔衍射和菲拉格衍射两种情况,菲涅尔衍射是指波通过狭缝或孔洞时,波前在远离狭缝或孔洞时的衍射现象,菲拉格衍射是指波通过狭缝或孔洞时,在狭缝或孔洞附近的衍射现象。
二、干涉与衍射的区别干涉和衍射都是波动现象,但它们在现象和原理上有一些区别。
1. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的干涉图样,而衍射是波在遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折和弯曲的现象。
2. 干涉是波的振幅的叠加,波的强度的增强或减弱取决于相位差的大小,而衍射是波的波前的改变,波的传播方向发生改变。
3. 干涉是由两个或多个波源产生的波相互叠加而形成的明纹和暗纹的图样,而衍射是波通过狭缝或孔洞时形成的衍射图样。
三、干涉与衍射的应用干涉和衍射在光学领域有着广泛的应用。
1. 干涉技术在光学中被广泛应用于制造干涉仪、干涉滤波器、干涉显微镜等光学仪器中。
2. 衍射技术在光学中被广泛应用于制造衍射光栅、衍射仪、衍射波导等光学元件中。
3. 干涉和衍射技术在光学测量中也有着重要的应用,如干涉测量、衍射测量和光栅测量等。
四、干涉与衍射的研究方法研究干涉和衍射现象的方法主要有以下几种。
高中物理波的干涉与衍射现象
高中物理波的干涉与衍射现象波的干涉与衍射现象是高中物理学习中的重要内容,它们揭示了波动性的基本特征和波动理论的重要应用。
本文将深入探讨波的干涉与衍射现象的原理、特点和实际应用。
一、波的干涉现象1. 干涉现象的概念波的干涉是指两个或多个波源发出的波,在某一空间范围内相遇,产生新的波动现象。
当波源的频率相同或相近,并且它们之间的相位关系固定时,就会发生明显的干涉现象。
2. 干涉现象的分类根据波的性质和干涉的方式,干涉现象可以分为两类:光的干涉和声波的干涉。
其中,光的干涉是指由于光的波长较短,使得干涉效应更加明显;声波的干涉则是指由于声波的波长相对较长,所以干涉现象一般较为微弱。
3. 干涉现象的特点干涉现象具有以下几个特点:(1)干涉现象是波动现象的重要表现形式之一,它反映了波的相长和相消的规律;(2)干涉现象中产生的新的波动形态具有高低起伏和明暗交替的特点,这是干涉现象的显著特征;(3)干涉现象的效应通常需要在光学实验室或者在特定的条件下观察,因为干涉波的幅度相对较小。
二、波的衍射现象1. 衍射现象的概念波的衍射是指波通过一个障碍物的缝隙或者绕过障碍物的边缘,扩展到原本不可到达的区域,产生新的波动形态的现象。
衍射现象的产生是由于波的传播受到了障碍物的限制而发生的。
2. 衍射现象的规律波的衍射现象遵循一系列规律,包括:(1)衍射现象的程度与波的波长和障碍物的尺寸有关。
波长越长、障碍物尺寸越大,衍射现象越显著;(2)衍射现象通常表现为波的弯曲、波的辐射和波的幅度的变化等,形成了一些特殊的衍射图案;(3)衍射现象的实际应用非常广泛,如在衍射望远镜中利用衍射原理聚焦;在日常生活中利用衍射现象产生彩虹等等。
三、波的干涉与衍射的实际应用1. 干涉与衍射在光学中的应用干涉与衍射在光学中有着广泛的应用,如:(1)光的干涉在干涉仪中用于测量光的波长、薄膜的厚度等物理量;(2)干涉现象也应用于激光干涉仪、干涉滤光片等光学设备中;(3)光的衍射在显微镜和望远镜中用于提高分辨率和聚焦效果。
波的干涉与衍射
波的干涉与衍射波动是自然界中普遍存在的现象,无论是光波、声波还是水波,都具有干涉和衍射的特性。
干涉和衍射是波动现象中的重要现象,它们揭示了波动的波粒二象性,对于我们理解光学、声学等领域具有重要意义。
一、波的干涉波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇时相互叠加的现象。
当两个波的振幅、频率和相位等参数相等或相差很小的情况下,它们在相遇的地方会出现干涉现象。
干涉可以分为构成干涉的两个波的相位差为零的相干干涉和相位差不为零的非相干干涉。
相干干涉是指两个或多个波的相位差为零的情况下发生的干涉现象。
这种干涉通常出现在光学中,例如双缝干涉实验。
当一束单色光通过两个非常接近的狭缝时,光会经过狭缝后分裂成两个波。
这两个波在一定的距离后再次相遇,形成干涉条纹。
这些干涉条纹的出现是由于两个波的相位差为零,使得它们在相遇处能够相互叠加,增强或减弱彼此的振幅。
非相干干涉是指两个或多个波的相位差不为零的情况下发生的干涉现象。
这种干涉通常出现在声学中,例如声波的多普勒效应。
当一个声源以一定的速度向听者靠近或远离时,声波的频率会发生变化。
这种频率变化导致了声波的相位差,从而产生干涉现象。
例如,当一个警车以高速驶过时,我们会听到警笛声的频率发生变化,这就是非相干干涉的结果。
二、波的衍射波的衍射是指波在通过障碍物或绕过物体时发生的弯曲和扩散的现象。
当波遇到一个比其波长大的障碍物时,波会绕过障碍物并向后方扩散。
这种扩散现象就是波的衍射。
衍射现象常常出现在光学中,例如光通过狭缝或物体的边缘时会发生衍射。
当光通过一个狭缝时,光波会弯曲并扩散到狭缝两侧的区域,形成一系列的衍射条纹。
这些条纹的出现是由于光波在通过狭缝时受到了障碍物的影响,导致波的传播方向发生了变化。
衍射现象也常常出现在声学中,例如声波通过一个小孔或绕过物体时会发生衍射。
当声波通过一个小孔时,声波会在小孔边缘产生扩散现象,形成一个扩散的声波前沿。
这种扩散现象使得声波能够传播到障碍物后方的区域,从而使我们能够听到声音。
波的衍射和干涉
400nm-声音信号,而电视机 信号却不清晰,你能根据所学的物理知识给出一个合理的解释吗?
思考与讨论 3、医院中有一种“B超”仪器,常用来探测人体内脏的位置及发现可能的病变,这种仪器为什么 要使用超声波而不用普通的声波?
课堂练习
1、下列关于波的衍射说法正确的是( ) 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
ABD
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( )
的振幅均为5cm,且图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5m,C点是BE连线的中
点,下列说法中正确的是 ( )
A.C、E两点都保持静止不动
B.图示时刻A、B两点的竖
直高度差为20cm
C.图示时刻C点正处于平衡
位置且向水面上运动 D.从图示的时刻起经0.25s,
BCD
B点通过的路程为20cm
1)超声波的频率范围为大于20000Hz,其相应波长小于17mm;
2)超声波频率高,故超声波能量大,才容易穿透 皮肤和组织;
3)超声波波长短,不易衍射,在一定距离内沿直 线传播,方向性好,故所拍图像清晰。
生活现象 池塘中两水波相遇时,会发生什么现象呢?
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实验研究 结论:两列波相遇时,位移发生合成变化;相遇后,波的形状和传播的情形都跟相遇前一
(n = 0,1,2,……)
2
2、若P点为振动减弱点:
波的衍射与干涉
波的衍射与干涉波的衍射和干涉是光学领域中重要的现象,揭示了光的波动性质。
本文将详细介绍波的衍射和干涉的概念、原理以及应用。
一、波的衍射波的衍射是指波在遇到障碍物或开口时发生偏折和传播的现象。
它是波动理论的重要验证之一。
波的衍射可以观察到光的波动性质,证明了光既可以看作粒子也可以看作波动。
波的衍射满足一定的条件,主要包括波长、障碍物或开口的尺寸以及光波的入射角等。
当波长足够短时,衍射现象不明显;而当波长较长时,衍射现象则较为明显。
此外,障碍物或开口的尺寸与波长的比值也是衍射现象的重要因素之一。
波的衍射可通过光的经典波动理论和费涅尔衍射公式进行描述。
根据费涅尔衍射公式,当光波通过一个小孔或者细缝时,会在衍射屏上形成一系列明暗相间的条纹,这种现象即为衍射。
二、波的干涉波的干涉是指两个或多个波源相遇,产生相互叠加的现象。
干涉可以是构成增强或减弱的相长干涉,也可以是构成明暗相间的干涉条纹。
波的干涉揭示了光的波动性质以及波传播的特性。
波的干涉满足一定的条件,主要包括光源的相干性、波的频率、波的相位差以及干涉程度等。
当两个波源具有相同的频率、相干性以及适当的相位差时,波的干涉现象就会显露出来。
波的干涉现象可以通过杨氏双缝干涉实验来观察。
杨氏实验中,光源通过两个狭缝后,形成一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹的出现是由于两个波源的光波叠加所产生的。
三、波的衍射与干涉的应用波的衍射与干涉在现实生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 衍射光栅:衍射光栅是利用衍射现象制备的光学元件,广泛应用于光谱仪、激光器、显微镜以及光学通信等领域。
2. 干涉测量:干涉测量利用波的干涉性质进行精密测量,如干涉仪、Michelson干涉仪被广泛应用于长度、折射率以及形状的测量。
3. 衍射成像:X射线衍射和电子衍射成像是在材料科学和结构分析中常用的手段,有助于分析物质的晶体结构和精细结构。
4. 涡旋光:涡旋光是一种具有自旋角动量的光波,其波前呈现螺旋状。
波的衍射和干涉 课件
【探究归纳】 1.波的叠加 (1)波在空间的传播是独立的,互不影响. (2)两列波在空间某点的合位移等于两列波在该点位移的矢量 和.
2.干涉图样的特征 (1)加强区和减弱区的位置固定不变. (2)加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时 间变化). (3)加强区与减弱区互相间隔. 3. 产生干涉的两个必要条件 (1)两列波的频率相同. (2)两波源的相位差保持不变.
(2)实验现象的解释 ①加强点:两列波相遇引起的介质中的某些质点振动_始__终__加 强,这些质点的振动最剧烈,它们振动的振幅等于两列波的_振__ _幅__之__和__,即A=A1+A2 ②减弱点:两列波相遇引起的介质中的某些质点振动_始__终__相互 削弱,它们振动的振幅等于两列波的_振__幅__之__差__,即A=|A1A2|;若两列波的振幅相同,则这些质点振动的合振幅就等于 零,水面保持_平__静__.
(2)振动加强点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波 谷,它们都在平衡位置附近振动,有的时刻位移为零,只是振 幅为两列波振幅之和,显得振动剧烈. (3)振动减弱点的振动始终减弱,其位移的大小始终等于两列 波分别引起的位移大小之差,即振幅为两列波振幅之差.如果两 列波的振幅相同,则振动减弱点将会总是处于静止状态,并不 振动.
探究波的干涉 1.探究两列波的叠加 在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下,演示两列波相向传 播并相遇的现象.思考以下问题: (1)两列绳波相遇时,发生了什么现象? 提示:相遇区的质点振动幅度加大了.
(2)若两列绳波的振幅均为A,则在两绳波的叠加区内,加强点 和减弱点的振幅各多大? 提示:两列绳波相遇叠加时,加强点的振幅为两列绳波振幅之 和,即为2A,减弱点的振幅为两列绳波振幅之差,即等于零, 不再振动.
物理学中的波的干涉与衍射现象解析
物理学中的波的干涉与衍射现象解析波的干涉与衍射是物理学中重要的现象,广泛应用于各个领域,包括光学、声学、电磁学等。
本文将对波的干涉与衍射现象进行解析,探讨其原理、应用以及相关实验。
一、波的干涉现象1. 干涉现象的原理干涉是指两个或两个以上波相遇时产生的加强或减弱的现象。
它基于波的性质,当波通过不同路径传播后再相遇时,会发生干涉。
干涉可以分为构成干涉的两个波相位相同或相差为整数倍的相干干涉,以及相位相差为非整数倍的非相干干涉。
2. 干涉的类型与应用干涉现象常见的类型有光的干涉、声的干涉等。
光的干涉应用广泛,例如干涉仪、干涉滤光镜等。
干涉还被应用于测量长度、测量厚度、验证波动理论等方面,具有重要的实际意义。
二、波的衍射现象1. 衍射现象的原理衍射是波通过一个障碍物或通过一个开口时出现偏离直线传播的现象。
当波传播到障碍物或开口时,波的传播方向发生改变,从而形成衍射。
衍射的程度与波的波长、障碍物或开口的大小有关。
2. 衍射的类型与应用衍射现象广泛存在于光学、声学以及电磁学中。
例如,光的衍射可以解释物体的阴影、光的散射等现象。
衍射还被用于干涉仪、衍射光栅等仪器的设计与制造中,对于精密测量、成像等方面有着重要作用。
三、干涉与衍射的实验1. 光的干涉实验干涉实验中常用的装置有双缝干涉装置、等厚干涉装置等。
通过控制干涉光的光路差,即两光束之间的光程差,可以观察到干涉条纹的变化。
例如,双缝干涉装置中,当光程差为波长的整数倍时,会形成明纹,而相位差为半波长的奇数倍时,会形成暗纹。
2. 波的衍射实验衍射实验常用的装置有单缝衍射装置、衍射光栅等。
通过观察衍射光的光斑形状和衍射角度,可以推断出波的幅度与波长的关系。
例如,单缝衍射实验中,衍射角与波长成反比关系。
四、干涉与衍射的应用1. 光学中的应用光的干涉与衍射广泛应用于光学领域。
例如,干涉技术被用于制作干涉滤光镜、干涉仪等光学仪器。
衍射技术可以解释光的散射现象,也被应用于衍射光栅、衍射光学元件的制造与应用。
波的干涉与衍射
波的干涉与衍射波的干涉与衍射是波动现象中的两个重要部分,它们在各个领域都有广泛的应用,包括物理学、光学和声学等。
本文将详细探讨波的干涉与衍射的原理、特点以及实际应用。
一、波的干涉波的干涉是指两个或多个波相遇时产生的干涉现象。
当两个波的幅度和相位条件满足一定条件时,波的干涉可表现为增强或减弱的现象。
波的干涉分为构造性干涉和破坏性干涉。
1. 构造性干涉构造性干涉是指两个波相位相差恰好为整数倍波长时,波峰与波峰相遇,波峰与波谷相遇,或者是两个波的波节部分重合。
在这种情况下,波的干涉会使波的振幅增大,达到最大值。
构造性干涉是波的增强效应。
2. 破坏性干涉破坏性干涉是指两个波相位相差恰好为半个波长时,波峰与波谷相遇,或者是两个波的波峰和波节部分重合。
在这种情况下,波的干涉会使波的振幅减小,达到最小值甚至完全破坏。
破坏性干涉是波的减弱效应。
二、波的衍射波的衍射是指波通过障碍物或孔隙时出现的一种现象,波会沿着障碍物或孔隙的边缘产生弯曲扩散。
波的衍射可以用赫斯特尔原理来解释,该原理表明波的每一点都可以看作是次级波源,次级波源发出的波与主波相互作用,产生衍射效应。
波的衍射具有以下特点:1. 衍射现象与波的波长有关,波长越大,衍射效应越明显。
2. 衍射现象与障碍物或孔隙的尺寸有关,与障碍物或孔隙的波长比值越大,衍射效应越明显。
3. 衍射效应与观察点到障碍物或孔隙的距离有关,距离越远,衍射效应越弱。
三、波的干涉与衍射的应用波的干涉与衍射在实际应用中具有广泛的应用价值,下面列举几个典型的案例:1. 光学干涉仪光学干涉仪是利用波的干涉原理来测量长度、波长等物理量的仪器。
其中最常见的就是迈克尔逊干涉仪和弗雷涅尔双缝干涉仪。
这些干涉仪可以广泛应用于精密测量、光学成像、干涉光谱等领域。
2. 衍射光栅衍射光栅是一种具有规则孔隙排列的光学元件,它可以通过衍射原理将入射光分散成不同波长的光束。
衍射光栅在光谱仪、激光器和显微镜等领域有着广泛的应用。
波的干涉与衍射现象
波的干涉与衍射现象波的干涉和衍射现象是波动现象中的两个重要现象,它们对于理解光、声波等波动的性质和行为具有重要意义。
本文将从理论基础、实验观察和应用等方面介绍波的干涉与衍射现象。
一、波的干涉现象波的干涉是指两个或两个以上波源产生的波相遇时,根据不同的相位差而产生的加强或减弱的现象。
波的干涉可分为构造干涉和破坏干涉两种类型。
1. 构造干涉构造干涉是指两个同频率、同振幅、相干的波源相遇时,波的叠加形成明暗条纹的现象。
其中最经典的干涉实验是杨氏双缝干涉实验。
杨氏双缝干涉实验是由杨振宁提出的,通过一个屏幕上开有两个细缝,让一束光通过这两个缝,然后在观察屏幕上观察到一系列明暗相间的干涉条纹。
这些干涉条纹的形成是由于两束光线经过不同路径到达屏幕上,形成了相位差,从而出现干涉现象。
2. 破坏干涉破坏干涉是指两个相位差大于或不是整数倍关系的波相遇时,互相抵消,出现减弱的现象。
最常见的破坏干涉实验是扬声器实验。
通过两个同样频率、同样振幅的扬声器发出声波,在某些位置上会出现减弱的声音,这是因为两个声波相位差为180°,导致了相互抵消。
这种现象的应用十分广泛,例如使用消声器来减少噪音。
二、波的衍射现象波的衍射是指波遇到障碍物或通过孔隙时,发生波前的弯曲和扩散的现象。
波的衍射常常会导致波的扩散和散射。
波的衍射现象可以通过单缝衍射实验来观察。
当光线通过一个狭缝时,光线会向前延伸,形成一个以狭缝为中心的光斑,并在两侧产生一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的形成与波的波长、狭缝的宽度以及观察点的位置等参数有关。
三、应用与意义波的干涉与衍射现象具有广泛的应用和意义。
1. 光学领域波的干涉与衍射现象在光学领域被广泛应用。
例如,利用干涉现象可以进行精密测量,如激光干涉仪,通过分析干涉条纹可以测量出物体的形状和表面的精度。
而光的衍射现象则用于显微镜、望远镜等光学仪器的设计与制造。
2. 声学领域波的干涉与衍射现象在声学领域同样有重要应用。
物理原理波的干涉与衍射
物理原理波的干涉与衍射物理原理:波的干涉与衍射一、引言波动理论是物理学中重要的研究领域,涉及各种波的行为和性质。
其中,波的干涉和衍射是波动理论中的两个重要现象。
本文将着重介绍波的干涉和衍射的基本原理及其应用。
二、波的干涉1. 干涉现象的定义干涉是指两个或多个波在特定条件下相遇时发生相互作用的现象。
干涉的结果取决于波的干涉相位差。
2. 干涉的分类干涉分为等厚干涉和等倾干涉两种类型。
等厚干涉是指波通过等厚介质产生的干涉现象,如牛顿环。
等倾干涉是指波通过等倾介质产生的干涉现象,如双缝干涉。
3. 干涉的原理干涉原理基于波的叠加原理,即波的合成等于各个波的矢量和。
干涉现象的出现是因为波的相位差引起的干涉条件改变。
4. 干涉的应用(1)干涉仪:干涉仪是利用波的干涉现象测量光的性质和物体的参数的仪器。
常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉仪。
(2)涂膜技术:干涉技术可以应用于薄膜的制备和检测,用于提高光学元件的性能。
(3)干涉图案:干涉现象产生的干涉图案可以用于制作光栅、干涉滤波器等。
三、波的衍射1. 衍射现象的定义衍射是指波通过障碍物边缘或在有限孔径中传播时,波的传播方向和波前面发生弯曲和变形的现象。
2. 衍射的原理衍射原理基于海耶-菲涅尔原理,即波传播时,每个波前上的每个点都可以看作是波源,它们产生的次波相互叠加形成新的波前。
3. 衍射的特点(1)衍射现象的出现与波的波长和传播环境有关,有利于波的传播方向的弯曲。
(2)衍射现象在光学中明显,但也存在于其他波动现象中,如声波和水波。
4. 衍射的应用(1)光学衍射:衍射可以用于测量光的波长、制备光栅、研究光学仪器的分辨率等。
(2)声学衍射:衍射可以用于声学测量、超声波成像、喇叭和扩音器的设计等。
(3)电磁波衍射:衍射在天线设计、射频识别技术等方面有重要应用。
四、干涉与衍射的区别干涉和衍射是波的两种重要现象,它们之间存在一些区别:(1)干涉是在波的传播方向上相交的两个或多个波相互作用,衍射是波通过障碍物边缘或有限孔径时发生的波的弯曲与变形。
《波的干涉与衍射》 知识清单
《波的干涉与衍射》知识清单一、波的干涉(一)定义波的干涉是指两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的波在空间相遇时,某些区域的振动始终加强,而某些区域的振动始终减弱,并且振动加强和减弱的区域相互间隔的现象。
(二)产生干涉的条件1、两列波的频率必须相同。
这是因为只有频率相同的波,它们的相位差才能保持恒定,从而产生稳定的干涉现象。
2、两列波的振动方向必须相同。
如果振动方向不同,它们在相遇区域的叠加情况会变得复杂,难以形成明显的干涉条纹。
3、两列波的相位差必须恒定。
相位差的恒定是保证干涉现象稳定的关键因素。
(三)干涉现象的特点1、振动加强区和减弱区相互间隔,形成稳定的干涉图样。
2、加强区的振幅等于两列波振幅之和,减弱区的振幅等于两列波振幅之差。
3、对于某一点,它的振幅取决于两列波到达该点时的相位差。
(四)干涉图样1、双缝干涉通过双缝干涉实验,可以观察到明暗相间的条纹。
相邻两条明条纹(或暗条纹)之间的距离与波长、双缝间距以及双缝到屏的距离有关。
其公式为:$\Delta x =\frac{L\lambda}{d}$,其中$\Delta x$为相邻明条纹(或暗条纹)的间距,$L$为双缝到屏的距离,$\lambda$为波长,$d$为双缝间距。
2、薄膜干涉当一束光照射到薄膜上时,由于薄膜的上下表面反射的光相互叠加,也会产生干涉现象。
例如,肥皂泡表面的彩色条纹、增透膜和增反膜等都是薄膜干涉的应用。
二、波的衍射(一)定义波在传播过程中遇到障碍物时,能绕过障碍物的边缘,在障碍物的阴影区内继续传播的现象叫做波的衍射。
(二)产生衍射的条件障碍物或孔隙的尺寸与波长相比差不多,或者比波长更小。
(三)衍射现象的特点1、衍射是波的特有现象,一切波都能发生衍射。
2、衍射现象总是存在的,但明显与否与障碍物或孔隙的尺寸和波长的相对大小有关。
3、当障碍物或孔隙的尺寸比波长大得多时,衍射现象不明显;当障碍物或孔隙的尺寸比波长小或跟波长差不多时,衍射现象十分明显。
2024高考物理波的干涉与衍射详解
2024高考物理波的干涉与衍射详解波的干涉与衍射是物理学中非常重要的现象,对于理解光、声、水波等波动现象具有重要意义。
在2024年的高考物理中,波的干涉与衍射也是必考内容之一。
本文将详细解释波的干涉与衍射的概念,并分析其原理和应用。
一、波的干涉波的干涉是指两个或多个波传播到同一位置时,根据波的性质产生相互作用的现象。
当两个波相遇时,根据其振幅、相位的差异,会出现干涉现象,包括互相增强和互相抵消。
常见的波的干涉现象有洛伦兹干涉、杨氏双缝干涉、杨氏单缝干涉等。
其中,杨氏双缝干涉是最为典型、重要的实验之一。
1.1 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是指将平行光通过两个狭缝后,光波经两个狭缝分别传播,并在屏上形成条纹的现象。
这种干涉现象可以用光的波动理论来解释。
当两个波源到达屏幕上的某一点时,根据其传播路径的差异,会产生相位差。
当相位差为整数倍的情况下,波的叠加会形成互相增强的明纹;当相位差为半整数倍时,波的叠加会形成互相抵消的暗纹。
此外,如果将两个狭缝间距设为d,入射光波的波长设为λ,则根据几何关系,可以推导出若干干涉条纹的位置与空间角的关系。
这种关系被称为杨氏双缝干涉的一般公式。
二、波的衍射波的衍射是指波通过有限的孔或物体边缘后,波的传播方向发生偏转并产生扩散的现象。
波的衍射也是波动理论的重要内容之一。
波的衍射包括边缘衍射和孔衍射。
其中,夫琅禾费原理是波的衍射的基本原理,它表明波通过孔或者物体边缘时,会发生扩散并形成新的波前。
2.1 边缘衍射边缘衍射是指波通过物体边缘时,由于波传播方向改变而产生偏转、扩散的现象。
这种衍射现象可以通过夫琅禾费原理来解释。
夫琅禾费原理指出,波的每一个波前上的每一点都可以作为新的波源,从而产生新的波。
当波通过物体边缘时,波前会扩散并形成新的波前。
2.2 孔衍射孔衍射是指波通过有限大小的小孔时,发生衍射现象。
这种衍射现象也可以用夫琅禾费原理来解释。
当波通过小孔时,波的传播方向发生偏转并扩散,形成一系列新的次级波。
波的干涉与衍射
波的干涉与衍射波的干涉和衍射是光学中重要的现象,它们揭示了波动性的本质和波动效应在实际中的应用。
本文将介绍波的干涉和衍射的原理、实验以及它们在光学领域的应用。
一、波的干涉波的干涉是指两个或多个波相遇后互相叠加而产生的干涉条纹和互相强化或削弱的现象。
干涉现象可以从光的波动性和波动理论中解释。
1. 干涉原理干涉现象的产生基于以下两个原理:(1)叠加原理:波动现象中,当两个或多个波同时存在于同一空间时,它们会相互叠加。
如果两个波峰或两个波谷相遇,它们会相互增强,产生增强干涉;而如果波峰和波谷相遇,则会相互抵消,产生减弱干涉。
(2)相位差:波动现象中,波峰或波谷之间的距离差被称为相位差。
当两个波的相位差为整数倍的波长时,它们会互相增强;当相位差为半波长的奇数倍时,它们会互相抵消。
2. 干涉实验干涉现象常常通过双缝干涉实验来观察和研究。
双缝干涉实验中,一束波经过两个狭缝后产生两个次波源,这两个次波源再次发出波便在空间中相互干涉。
观察干涉条纹可以了解到波的波动性和波行为。
另外,干涉现象还可以通过利用光的反射、折射、透射等特性进行实验,比如牛顿环、杨氏双缝干涉等实验。
二、波的衍射波的衍射是指波通过障碍物的缝隙或者波前遇到不连续介质时产生扩散和弯曲现象。
衍射实验可以从波的波动性和波速调制性进行解释。
1. 衍射原理衍射现象的产生基于以下原理:(1)赫兹原理:波动现象中,当波遇到障碍物的缝隙或波前遇到不连续介质时,波将沿着缝隙或不连续介质的形状进行弯曲和扩散。
(2)点光源原理:波动现象中,当波源是点光源时,波将在障碍物周围以球面波的形式扩散。
2. 衍射实验衍射现象可以通过单缝衍射实验、双缝衍射实验、光栅衍射实验等来观察和研究。
在这些实验中,波经过障碍物的缝隙后扩散和弯曲,产生明暗交替的衍射条纹。
三、波的干涉与衍射的应用波的干涉与衍射在光学领域有广泛的应用。
1. 干涉应用(1)干涉光谱仪:利用干涉的原理,可以设计出干涉光谱仪,用于分析光的频谱成分。
波的干涉和衍射现象及原理
波的干涉和衍射现象及原理==================1. 波的干涉现象及原理-----------------波的干涉是指两个或多个波在空间中叠加时,形成具有特定频率和振幅的复合波。
这种复合波具有与原始波不同的特性,表现为波峰和波谷的叠加、相消干涉以及振动加强和减弱的区域。
1.1 波的叠加原理根据波的叠加原理,当两个或多个波在同一介质中传播时,它们在空间中任意一点的振幅是各自波的振幅之和。
如果两个波的相位相同(同相叠加),则振幅相加;如果相位相反(反相叠加),则振幅相减。
1.2 干涉现象及其产生条件当两个或多个波的叠加满足相干条件时,就会产生干涉现象。
相干条件包括:* 频率相同:这是产生干涉现象的基本条件。
只有频率相同的波才能产生叠加。
* 振动方向相同:只有振动方向相同的波才能产生叠加。
* 位相差恒定:只有当两个波的位相差恒定时,才能形成稳定的干涉图像。
1.3 干涉原理的应用干涉原理在许多领域都有应用,例如光学干涉、无线电干涉、超声干涉等。
在光学干涉中,我们经常利用双缝实验来展示干涉现象。
当光通过两个小缝隙时,会形成两个相干的子波源,它们产生的波在空间中相互叠加形成明暗相间的条纹。
这些条纹是光波的振动加强和减弱的区域,是检测光的波动性质的重要实验之一。
2. 波的衍射现象及原理-----------------波的衍射是指波绕过障碍物传播的现象。
当波遇到障碍物时,它们会绕过障碍物的边缘继续传播,形成衍射现象。
衍射现象是波特有的性质之一,任何波都会产生衍射现象。
2.1 衍射现象及其产生条件衍射现象的产生条件包括:* 障碍物的大小要小于或接近于波长:只有当障碍物的大小接近或小于波长时,波才能绕过障碍物的边缘继续传播,形成衍射现象。
* 障碍物的边缘要比较尖锐:只有当障碍物的边缘比较尖锐时,波才能被“引导”绕过障碍物的边缘。
2.2 衍射原理的应用衍射原理在许多领域都有应用,例如声学、电磁学、光学等。
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4、波的衍射和干涉一、波的衍射1.波的衍射:波绕过障碍物的现象。
如声音传播中的“隔墙有耳”现象。
2.发生明显衍射的条件是:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射现象是波所特有的现象。
二、波叠加原理和独立传播原理1.~2.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。
三、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。
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。
2.产生干涉的条件:两列波的频率必须相同。
3.干涉是波特殊的叠加:频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到加强或总是减弱的区域,这样的两列波叠加,是波普通的叠加,而不是干涉。
因此,干涉是波特殊的叠加。
4.干涉也是波特有的现象。
由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。
{5.当两相干波源振动步调相同时,到两波源的路程差△s是波长整数倍处是加强区;而路程差是半波长奇数倍处是减弱区。
振动加强位置公式:d1=s1-s2 =±nλ (n=0、1、2、3……)振动减弱位置公式:d2=s1-s2 =±(2n+1)λ/2 (n=0、1、2、3……):1.一列水波穿过小孔产生衍射现象,衍射后水波的强度减弱是因为( ) A 、水波的波长增大 B 、水波的周期增大 C 、水波的频率减小 D 、水波的振幅减小2.如图所示,S 为波源,M 、N 为两块挡板,其中M 板固定,N 板可上下移动,两板中间有狭缝。
此时,测得A 点没有振动,为了使A 点发生振动,可采用的方法是( ) A 、增大波源频率 B 、减小波源频率C 、将N 板向上移动一些D 、将N 板向下移动一些3.如图所示是观察水面波衍射的试验装置,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,下列描述正确的是( ) 》A .此时能明显观察到波的衍射现象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4.如图是不同频率地水波通过相同地小孔所能到达区域地示意图, 情况中水波地频率最大; 情况中水波地频率最小。
#5.将一只小瓶立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕进的现象,激发水波的振子振动频率大写好还是小些好为什么6.下列说法中正确的是( )A .衍射是一切波特有的现象B .对同一列波,障碍物或小孔越小衍射越明显C .听到回声是声波的衍射现象D .听到回声是共鸣现象7.一列水波穿过小孔产生衍射现象,衍射后水波的强度减弱是因为( )A .水波的波长增大B .水波的周期增大C .水波的频率减小D .水波的振幅减小8.如图所示,正中O 是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,A 是挡板,B 是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于( )C A B DOA .整个区域 ?B .阴影I 以外区域C .阴影II 以外区域D .上述答案均不对9.在做水波通过小孔衍射的演示实验时,激发水波的振子振动频率为5Hz ,水波在水槽中传播速度为0.05m/s ,为使实验效果更明显,使用小孔直径d 应为 m 。
10.如图表示两个相干波源S 1、S 2产生的波在同一种均匀介质中相遇,图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的是( ) A 、a 、c 两的振动加强,b 、d 两点的振动减弱 B 、e 、f 两点的振动介于加强点和减弱点之间 C 、经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换 D 、经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷, ?原来位于波谷的点将位于波峰11.如图所示,在y 轴上的Q 、P 两点上有两个振动情况完全相 同的波源,它们激起的机械波的波长为1m ,Q 、P 两点的纵坐标 分别为y Q =6m ,y P =1m ,那么在x 轴上+∞到-∞的位置上,会出现 振动加强的区域有_______个。
12.一个波源在绳的左端发出半个波a ,频率为f 1,振幅为A 1,同时另一个波源在绳的右端发出半个波b ,频率为f 2,振幅为A 2,P 为波源的中点,如图10-41所示,在下列说法中正确的是( )A. 两列波同时到达两波源的中点PB. 两列波相遇时,P 点波峰值可达A 1+A 2C. 两列波相遇后,各自仍保持原来的波形传播D.…E.两列波相遇时,绳子上的波峰可达A 1+A 2的点只有一点,此时在P 点的左侧13.如图所示,S1和S2是两个相干波源,在图中分别 以S1和S2为圆心作出了两组同心圆弧,分别表示同一 时刻两列波的波峰和波谷,实线表示波峰,虚线表示波 谷,在图中标出了三个点a,b,c 。
在这三个点中,哪些 点振动加强,哪些点振动减弱 —14.如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,图中实线为波峰波面,虚线为波谷液面,已知两列波的振幅均为2cm ,波速为2m/s ,波OABⅠⅡⅡab Pab cA BCD E长为8cm ,E 点是B,D 和A,C 连线的交点。
下列说法中正确的是( ) A. A,C 处两质点是振动加强的质点B. B,D 处两质点在该时刻的竖直高度差是4cmC. E 点处质点是振动加强的质点D. 经,B 点处质点通过的路程是4cm15.M,N 为介质中相距2L 的两个质点,从某时刻开始,两质点做同振幅和同频率的振动,并且开始时刻两质点的振动方向均向上,已知两质点的振动各自在介质中产生横波的波长均为L ,且传播方向相反,则自开始时刻起,经过个周期,M,N 之间的波的波形图像是下图中的( ) ~16.如图所示,两个形状完全相同的正弦波a,b 沿同一直线分别向右、向左传播,在它们相遇的某个时刻,图中m,n 部分的波形“消失”了,该时刻m,n 两质点的振动方向分别为 A. m 向上,n 向下 B. m 向下,n 向上C. m,n 都向上D. m,n 速度都是零17.S 1,S 2为两频率相同的波源,如图所示,某时刻实线表示波峰,虚线表示波谷,则P 点 A. 波谷与波谷叠加所以振动减弱 B.—C. 波谷与波谷叠加所以始终处于最低位置D. 振动始终加强E. 位移始终最大18.如图10-46所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷,设两列波的振幅均为5cm ,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s 和0.5cm,C 点是BE 连线的中点,下列说法中正确的是( ) A .C,E 两点都保持静止不动B .图示时刻A,B 两点的竖直高度差为20cmC .图示时刻C 点正处在平衡位置且向水面上运动 [MND2S 1ab m nD.从图示时刻起经,B点通过的路程为20cm19.如图10-47所示,在同一均匀介质中有S1、S2两个波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动步调完全一致,S1、S2之间相距两个波长,B点为S1、S2连线的中点。
今以B点为圆心,以R=BS1为半径画圆,问在该圆上,除S1、S2两波源外,共有几个振动加强的点1.解:水波的频率是由波源的频率决定的,发生衍射后水波的频率不变,所以选项B、C 错误。
波速是由介质决定的,发生衍射后波速不变,由v=λf知,水波的波长不变,先项A错误。
—波的强弱是由振幅决定的,所以选项D正确。
2.解:使A振动起来的方法有两个,一个是缝宽不变,使波的频率即波源S的频率减小以增加波长,当波长大于缝宽时,发生明显的衍射现象,A点便振动起来;另一个是使波源的频率一定,即波长一定,减小缝宽,当缝宽减小到比波长小时,发生明显的衍射现象,也可使A点振动起来。
故正确答案是B、D。
3. ABC4.c a5.频率小些好。
6.AB7.D8.B9.d≤10.解:a点是波谷与波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,选项A正确。
e位于加强点的连线上,仍为加强点,f位于减弱点的连线上,仍为减弱点,选项B错误。
相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,所以选项C错误。
因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,选项D正确。
故该题的正确答案是A、D。
11.解:在x轴正半轴上任取一点M,连接MQ、MP,构成一三角形PQM,根据三角形任两边之差小于第三边的原理得:=<-=∆。
r5mPQMPMQX轴上出现振动加强点时应有Δr=nλ(n=0、1、2、……)。
所以0<nλ≤5,(等于5时为原点);即0<n≤5。
亦即n可取1、2、3、4、5(包括原点),其5个值。
由对称性在x轴负半轴上还有4个加强点,所以在x轴上共有9个加强点。
点和b点振动加强,c点振动减弱18. BCD19. 6。