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1、2.3 波的干涉和衍射,兩列波相向運行，相遇時會不會像兩個球相遇那樣改變它們原來的運動狀態(tài)呢？,不會,視頻,結論：兩列波相遇時，位移發(fā)生變化；相遇后，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，都保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播，彼此之間沒有互相影響。,1、相遇前,2、相遇時刻,3、相遇過程,4、相遇后,實驗研究,波在相遇時仍然能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播，相遇的波一旦脫離接觸又會按照原來的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播。,波的獨立傳播特性,在相遇的區(qū)域里，介質中的質點同時參與這幾列波所產生的振動，每個質點仍然是在各自的平衡位置附近振動，質點振動的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。,,,,波的疊加原理,,兩
2、列頻率相同的波相遇時，在它們相遇的區(qū)域會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？我們先觀察下面的現(xiàn)象。,想一想,實驗研究,,振動加強,振動加強,振動加強,振動加強,振動減弱,振動減弱,振動減弱,由此可知：,兩列波相遇后，在水面上出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開。,1、定義： 頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉。,2、干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣,波的干涉(interference),,,,P點振動最強（振幅為A1A2）,3.干涉的解釋,如果在某一時刻
3、，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇，經過半個周期，就變成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇時，質點的振幅最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點，始終是兩列波干涉的加強點，質點的振動最激烈.,,,,點振動最弱（振幅為A1A2）,,,,,點不振動（振幅為零）,如果在某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇，經過半個周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點，兩列波引起的振動始終是減弱的，質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質點振動的振幅就等于零，水面保持平靜,（1）加強點 波峰與波峰或波谷與波谷相遇； 加強點與兩個波源的距離差： r=r2-r1=k（k=0
4、，1，2，3） （2）減弱點 波峰與波谷相遇； 減弱點與兩個波源的距離差： r=r2-r1=(2k+1)/2 （k=0，1，2，3）,加強點和減弱點滿足的條件：,把相應的振動最激烈的質點連起來，為振動加強區(qū)；相應的振動最不激烈或靜止的質點連起來，為振動減弱區(qū)振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的,注意： （1）振動加強的區(qū)域振動始終加強，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱 （2）振動加強（減弱）的區(qū)域是指質點的振幅大（?。皇侵刚駝拥奈灰拼螅ㄐ。?，因為位移是在時刻變化的,同一條雙曲線上各點都是加強點或減弱點.,波的干涉圖樣,,,,,,,,,,,,,,波的干涉示意圖。白實線表示波峰所在位置，白虛線表示波
5、谷所在位置,3、產生干涉的條件,兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖樣而要產生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件 產生干涉的條件：兩列波的頻率必須相同,4、一切波（只要滿足條件）都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象,1.關于兩列波的干涉現(xiàn)象，下列說法中正確的是（ ） A.任意兩列波都能產生干涉現(xiàn)象 B.發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同 C.在振動減弱的區(qū)域，各質點都處于波谷 D.在振動加強的區(qū)域，有時質點的位移等于零,練習：,答案：BD,2.下列說法正確的是（ ） A.兩列波相遇時，可以相互穿過繼續(xù)傳播，只在重疊區(qū)域發(fā)生疊加 B.兩列波疊加區(qū)域
6、的任何介質質點的實際位移是兩列波單獨引起位移的矢量和 C.兩列波相遇時,一列波對另一列的影響叫干涉 D.干涉是特殊條件下疊加現(xiàn)象，兩個頻率相同的波源振動產生的波可能發(fā)生干涉象,ABCD,3. 兩列波長相同的水波發(fā)生干涉，若在某一時刻，P點處恰好兩列波的波峰相遇，Q點處兩列波的波谷相遇，則（ ） AP點的振幅最大，Q點的振幅最小 BP Q兩點的振幅都是原兩列波的振幅之和 CP Q兩點的振動周期同 DP Q兩點始終處在最大位移處和最小位移處,BC,4.如圖所示，S1、S2是兩個頻率相等的波源，它們在同一種介質中傳播，以S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰（實線）和波谷（虛
7、線）則以下說法正確的是：（ ） A質點A是振動加強點 B質點D是振動減弱點 C再過半周期，質點B、C是振動加強 D質點A始終處于最大位移,,A,5.兩列波發(fā)生了干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣則（ ） A.振動加強的質點，始終處于最大位移處 B.振動加強的質點的位移，有時會小于振動削弱的質點的位移 C.波峰與波峰相遇處的質點，其振動始終加強 D.波峰與波谷相遇處的質點，其振動始終削弱,BCD,6.如圖所示，是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點在一條直線上，兩波波源頻率相同，振幅等大，就圖中標出的各點，回答振動加強點是 ，振動減弱點是 （圖中實線表示波峰，虛線表示波谷）。
8、,ADB,CE,,7、如圖所示兩個頻率與相位、振幅均相同的波的干涉圖樣中，實線表示波峰，虛線表示波谷，對疊加的結果正確的描述是 ( ) A在A點出現(xiàn)波峰后，經過半個周期該點還是波峰 BB點在干涉過程中振幅始終為零 C兩波在B點路程差是波長的整數(shù)倍 D當C點為波谷時，經過一個周期此點出現(xiàn)波峰,B,8、如圖所示，A、B為兩個完全相同的相干波源，它們產生的兩列波在AB連線的中垂線上的P點相遇時，則（ ） A、P點振動始終加強 B、P點振動有時加強，有時減弱 C、P點位移始終等于振幅 D、P點位移有時為零,AD,波的干涉,,1.概念:頻率相同的兩列波疊加，使某些 區(qū)域的振動加強、某些區(qū)域的振動減
9、弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域 互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉. 2.干涉條件:兩列波的頻率和振動方向相同 3.注意:發(fā)生干涉時，加強區(qū)域和減弱區(qū) 域的位置是確定的，即加強點始終加 強，減弱點始終減弱.不論是加強區(qū)還 是減弱區(qū)各質點都做與波源相同的振 動，各質點的位移是周期性變化的.,小結：,生活中的物理現(xiàn)象,實例1.在水塘里，微風激起的水波遇到突出水面的小石子、蘆葦，會繞過它們繼續(xù)傳播，好象它們并不存在。,實例3.一葉障目不見泰山,光的 “ 轉彎 ” 現(xiàn)象卻很難被觀察到。,實例2.聞其聲不見其人。,聲波“繞彎”,？,生活中的物理現(xiàn)象,現(xiàn)象：波可以繞過障礙物或通過小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的
10、衍射,,一、波的衍射,1.一切波都能發(fā)生衍射,2.衍射是波特有的現(xiàn)象,說明：,波可“繞彎”,進一步研究證明：當障礙物或狹縫的尺寸比波長小或跟波長相差不多時，衍射現(xiàn)象十分明顯.,二、什么條件下會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象？,障礙物尺寸較小，幾乎無阻擋 “繞彎”明顯,,尺寸較大， “繞彎”不明顯,孔的尺寸較小“繞彎”明顯,尺寸較大“繞彎”不明顯,在水槽里放兩塊擋板，中間留有一個狹縫，觀察水波通過狹縫后的傳播情況。,保持水波的波長不變，改變狹縫的寬度，觀察水波的傳播情況有什么變化。,“聞其聲而不見其人”,“ 一葉障目, 不見泰山 ”,,but,已知聲波的波長范圍是1.7cm到17m，而可見光的波長范圍在0.4
11、m到0.8m,三、你現(xiàn)在能予以解釋嗎?,ABD,1、下列關于波的衍射說法正確的是（ ） A、衍射是一切波特有的現(xiàn)象 B、對同一列波，縫、孔或障礙物越小， 衍射現(xiàn)象越明顯 C、只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不 能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D、聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，由于聲波波 長較大,課堂練習,2、水波通過小孔，發(fā)生一定程度的衍射，為使衍射現(xiàn)象更不明顯，可以（ ） A、增大小孔尺寸，同時增大水波的頻率 B、增大小孔尺寸，同時減小水波的頻率 C、縮小小孔尺寸，同時增大水波的頻率 D、縮小小孔尺寸，同時減小水波的頻率,A,課堂練習,3、下列關于波的衍射圖象正確的是（ ）,BC,注意:有孔衍射的子波源在小孔處,課堂練習,4、如圖所示，S為波源，MN為兩塊擋板，其中M固定，N板可上下移動，兩板中間有一塊縫，此時測得A點沒有發(fā)生振動，為了使A點能振動起來，可采取的方法是（ ） A、增大波源的頻率 B、減小波源的頻率 C、將N板上移一些 D、將N板下移一些,BC,課堂練習,
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