§3.4 波的干涉-2021-2022学年高中物理同步备课精选课件（人教版2019选择性必修第一册）

第三章 机械波 §3.4 波的干涉 第十二章 机械波 在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的小石子、芦苇等会出现什么现象？ 答：会绕过它们继续传播，好像它们并不存在。 问题探究 第十二章 机械波 空山不见人，但闻人语响 大意：　幽静的山谷里不见人， 只能听到人说话的声音。 问题探究 说明声波可以绕过树木，透过树林，传到远处。 第十二章 机械波 第十二章 机械波 一、波的衍射 障碍物 衍——延展之意 波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 阴影区 阴影区 阴影区 阴影区 波源 波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 第十二章 机械波 问题探究 对比两幅水波通过孔缝衍射照片，总结发生明显衍射现象的条件: 衍射现象明显 波绕过障碍物区域多 波绕过障碍物区域少 衍射现象不明显 λ λ d ? ? λ ? d d 第十二章 机械波 水波槽实验： 发波水槽 毛玻璃屏幕 反射镜 电动机的振动 起波器 研究 λ d ？ 明显衍射 第十二章 机械波 水波槽实验： 第十二章 机械波 波长λ一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样 d > λ d < λ d ≈λ 明显 明显 不明显 λ λ λ d d d 第十二章 机械波 在狭缝宽度d一定，不同波长的水波的衍射 λ1= 0.3d λ2= 0.5d λ3= 0.7d 明显 第十二章 机械波 2、发生明显衍射的条件 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。 1、比波长大能发生明显衍射吗？ 2、能说成是发生衍射现象的条件吗？ 问题探究 第十二章 机械波 水波通过桥洞时发生衍射 第十二章 机械波 无线电波绕过高大建筑物 第十二章 机械波 日晕----光的衍射 声波波长：1.7cm-----17m 光波波长：0.4um-----0.7um 问题探究 光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？ 隔墙有耳 第十二章 机械波 总结： 1、衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 2、衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 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，仅是发生明显衍射的条件 4、一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 第十二章 机械波 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。 问题探究 第十二章 机械波 池塘中两水波相遇时，会发生什么现象呢？ 问题探究 第十二章 机械波 二、波的叠加 第十二章 机械波 1、相遇前 2、相遇时刻 3、相遇过程 4、相遇后 1、波的独立传播原理 第十二章 机械波 红绿光束空间交叉相遇(红是红、绿是绿，…) 听乐队演奏(仍可辨出不同乐器的音色、旋律) 空中无线电波很多(仍能分别接收各个电台) 波传播的独立性: 几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰. 生活实例 第十二章 机械波 【生活中波的独立传播】 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。 第十二章 机械波 2、波的叠加原理 在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，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。 本质：位移的合成 第十二章 机械波 波的叠加演示实验 第十二章 机械波 振动加强 振幅增大 振动减弱 振幅减小 峰 峰 谷 峰 叠加原理 第十二章 机械波 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。 问题探究 第十二章 机械波 现象： 两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里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。 第十二章 机械波 三、波的干涉 水波干涉图样 水波干涉俯视图样 1. 频率相同,振动方向相同,相差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。 第十二章 机械波 2、形成稳定干涉图样的条件 注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉