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1、波的衍射和波的衍射和干涉公开课干涉公开课用用发生发生明显衍射明显衍射的条件：的条件：甲：甲：近似近似沿直线传播。沿直线传播。乙：波进入阴影区。乙：波进入阴影区。保持水波的波长不变，改变狭缝宽度保持水波的波长不变，改变狭缝宽度发生发生明显衍射明显衍射的条件：的条件：波长：波长：改变狭缝的宽度改变狭缝的宽度 思考：思考： 1.为什么用超声波定位？为什么用超声波定位？ 2.光波为什么沿直线传播？光波为什么沿直线传播？ 3.波长长的波易衍射还是短波长长的波易衍射还是短的波易衍射？的波易衍射？二、波的叠加原理二、波的叠加原理两列波相遇之后，两列波相遇之后， 仍然保持它们各自原仍然保持它们各自原有的特征（
2、频有的特征（频、波长、振幅、振动方向、波长、振幅、振动方向等）继续传播，好象没有跟另一列波相遇等）继续传播，好象没有跟另一列波相遇一样一样. .红绿光束空间交叉相遇红绿光束空间交叉相遇 ( (红是红、绿是绿，红是红、绿是绿，) )听乐队演奏听乐队演奏 ( (仍可辨出不同乐器的音色、仍可辨出不同乐器的音色、旋律旋律) )空中无线电波很多空中无线电波很多 ( (仍能分别接收各个电台仍能分别接收各个电台) )叠加原理叠加原理三、波的干涉：三、波的干涉：2212s-sn22112s-sn知识小结知识小结一、波的衍射一、波的衍射1定义定义：波可以：波可以_继续传播的现象继续传播的现象2发生明显衍射的条件
3、发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_或者或者_二、波的叠加二、波的叠加1波的独立传播波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自：两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的的_，继续传播，继续传播绕过障碍物绕过障碍物相差不多相差不多比波长更小比波长更小运动特征运动特征2波的叠加：波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继几列波相遇时能够保持各自的运动特征，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波引起的振动，质点的位移等于这几
4、列波单独传播时引起的位移的位移的_，如图所示，如图所示矢量和矢量和三、波的干涉三、波的干涉1定义：定义：_相同的两列波叠加时，某些区域的振幅相同的两列波叠加时，某些区域的振幅_、某些区域的振幅、某些区域的振幅_的现象的现象2干涉图样：干涉图样：波的干涉中所形成的图样波的干涉中所形成的图样3干涉条件：干涉条件：频率频率_、相位差、相位差_是两列波产生是两列波产生干涉的必要条件干涉的必要条件频率频率加大加大减小减小相同相同恒定恒定要点探究要点探究3波的衍射实质分析波的衍射实质分析波传到小孔波传到小孔(障碍物障碍物)时，小孔时，小孔(障碍物障碍物)仿佛是一个新波源，仿佛是一个新波源，由它发出的与原来
5、同频率的波在小孔由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物障碍物)后传播，就偏后传播，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情况 如图是观察水面波的衍射的实验装置，如图是观察水面波的衍射的实验装置，AC和和BD是两块挡板，是两块挡板，AB是一个孔，是一个孔，O是波源，图中已画出波源所是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线图中曲线)之间距离之间距离表示一个波长则波经过孔之后的传播情况，下列描述中表示一个波长则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是正确的是( )A此时
6、能明显观察到波的衍射现象此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等挡板前后波纹间距离相等C如果将孔如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象扩大，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，能更明显地观如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象察到衍射现象例例1ABC【小结小结】能发生衍射和能发生明显的衍射不同，波的衍射是能发生衍射和能发生明显的衍射不同，波的衍射是不需要条件的，而要发生不需要条件的，而要发生明显的衍射必须满足一定的条件明显的衍射必须满足一定的条件使波产生明显衍射有两种措施：使波产生明显衍射有两种措施：一是在波长不变的情况下改变
7、障碍物或小孔的大小；一是在波长不变的情况下改变障碍物或小孔的大小；二是在障碍物或小孔不变的情况下改变波长二是在障碍物或小孔不变的情况下改变波长跟踪训练跟踪训练1下列关于波的衍射的说法正确的是下列关于波的衍射的说法正确的是()A衍射是一切波特有的现象衍射是一切波特有的现象B对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不对同一列波，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，衍射现象明显多或比波长更小时，衍射现象明显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是由于声波波长较大声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
8、ABD要点二对波的干涉现象的理解要点二对波的干涉现象的理解1波的叠加波的叠加叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加2波的干涉波的干涉(1)稳定干涉稳定干涉稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的且波的频率相同频率相同、振动方向相同振动方向相同、相位差恒定相位差恒定如果两列波如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样就不能形成稳定的振动加强点和减弱点因此我们就看不样就不能形成稳定的振动加强点和
9、减弱点因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象(2)明显干涉明显干涉明显干涉图样和稳定干涉图样意义是不同的，明显干涉图样明显干涉图样和稳定干涉图样意义是不同的，明显干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大振除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大振幅越是接近，干涉图样越明显幅越是接近，干涉图样越明显3关于加强点关于加强点(区区)和减弱点和减弱点(区区)(1)加强点加强点在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，振动的振幅
10、等于两列波的振幅之和，AA1A2.(2)减弱点减弱点在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，等于两列波的振幅之差，A|A1A2|，若两列波振幅相同，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，水面保持平静，质点振动的合振幅就等于零，水面保持平静5干涉图样及其特征干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图所示干涉图样：如图所示(2)特征：特征：加强区和减弱区的位置固定不变加强区和减弱区的位置固定不变加强区始终加强，减弱区始终减弱加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随加强区与减弱区不随时间变化时间变化)加强
11、区与减弱区互相间隔加强区与减弱区互相间隔 波源波源S1和和S2的振动方向相同，频率均为的振动方向相同，频率均为4 Hz，分别置于，分别置于均匀介质中均匀介质中x轴上的轴上的O、A两点处，两点处，OA2 m，如图所示两波，如图所示两波源产生的简谐横波沿源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源振已知两波源振动的初始相位相同求：动的初始相位相同求：(1)简谐横波的波长简谐横波的波长(2)OA间合振动振幅最小的点的位置间合振动振幅最小的点的位置例例2【答案答案】(1)1 m(2)x0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m跟踪训练跟踪训练2水槽中步调相
12、反的波源水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相发出两列波长相等的水波，设某一时刻等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则点恰好是两波谷相遇，则( )A这两列波能发生干涉这两列波能发生干涉 BP点始终在波谷点始终在波谷CP是振动加强点是振动加强点 DP的位移有时可为零的位移有时可为零ACD 干涉区域内的各质点始终以振源的频率振动干涉区域内的各质点始终以振源的频率振动,且振幅保且振幅保持不变，但其位移随时间变化持不变，但其位移随时间变化 振幅为振幅为0的减弱点除外的减弱点除外 .加强加强点的振幅等于两波振幅之和，减弱点的振幅等于两波振幅之点的振幅等于两波振幅之和，减弱点的振幅等于两波振幅
13、之差，其他点的振幅介于上述两者之间差，其他点的振幅介于上述两者之间.要点三：干涉区域内质点的振动情况要点三：干涉区域内质点的振动情况【范例】【范例】如图所示是水波干涉示意图，如图所示是水波干涉示意图，S1、S2是两波是两波源，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是源，两波源频率相同，振幅相等，下列说法正确的是(实实线表示波峰，虚线表示波谷线表示波峰，虚线表示波谷)()A质点质点A一会儿在波峰，一会儿在波谷一会儿在波峰，一会儿在波谷B质点质点B一会儿在波峰，一会儿在波谷一会儿在波峰，一会儿在波谷C质点质点C一会儿在波峰，一会儿在波谷一会儿在波峰，一会儿在波谷D质点质点D某时刻的位移一定小于某时刻的位移一定小于A质点的位移质点的位移AB