3.3 机械波的传播现象（第2课时） 课件-2022-2023学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波 第三节 机械波的传播现象 第2课时 想一想：两列波相遇会不会像两个球相遇那样，改变了它们原来的运动状态呢？ 观察与思考 这节课的内容有：一、机械波的衍射与惠更斯原理，左下图显示了自然届中常见的水波的衍射 二、机械波的反射与折射，右边两幅图分别是反射和折射。 想一想：两列波相遇会不会像两个球相遇那样，改变了它们原来的运动状态呢？ 观察与思考 模拟两机械波相遇 这节课的内容有：一、机械波的衍射与惠更斯原理，左下图显示了自然届中常见的水波的衍射 二、机械波的反射与折射，右边两幅图分别是反射和折射。 一、机械波的干涉 波的叠加原理： 相遇前：两列波独立传播（独立性）； 相遇时：两列波叠加，引起位移的合成； 相遇后：恢复原有波形继续独立传播（仿佛之前没有与其他波相遇） 不同的波叠加时情景很复杂，我们只讨论振动频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列波的相遇情景。 我们先来看机械波的衍射。水波在遇到小障碍物或者小孔时，能绕过障碍物或穿过小孔继续向前传播，我们把这种现象叫作波的衍射。 左下图中，海面波动强烈，在图片上方，波动到达礁石后，并没有完全被阻挡，它穿过了小孔 使得礁石下方也有波动，但水波强度较弱。 右下方视频显示出水波可以绕过障碍，但有时可轻易绕过，有时仍然被阻挡。说明衍射现象不是一成不变的，我们需要精心设计的实验来显示衍射特点 一、机械波的干涉 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边扩张的范围更广，我们就说衍射现象更明显了。#由实验一可知波长一定时，减小窄缝的宽度，能观察到明显的衍射现象。 一、机械波的干涉 频率相同的两列波，在相遇时会出现稳定的相对平静区域和剧烈振动的区域。这两个区域在位置上是固定的且相互隔开，这种现象称为波的干涉。 为什么会形成平静区域和剧烈振动区域？ 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边扩张的范围更广，我们就说衍射现象更明显了。#由实验一可知波长一定时，减小窄缝的宽度，能观察到明显的衍射现象。 一、机械波的干涉 讨论与交流： 两列振幅、频率、相位都相同的波相向而行。请画出它们在P1、P2、P3各点附近相遇时的波动情况。 波峰与波峰相遇，振动加强 波谷与波谷相遇，振动加强 波峰与波谷相遇，振动相消 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边扩张的范围更广，我们就说衍射现象更明显了。#由实验一可知波长一定时，减小窄缝的宽度，能观察到明显的衍射现象。 一、机械波的干涉 画出两个波源s1和s2，每个波源以自己为圆心向外独立传播的波形。用实线表示波峰，用虚线表示波谷，如图。 波峰与波谷相遇的位置，振动相消，故相对平静。 波峰与波峰、波谷与波谷相遇的位置，振动加强，相对剧烈。 两列波产生干涉的必要条件： （1）频率相同； （2）相位差恒定； （3）振动方向相同； 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边扩张的范围更广，我们就说衍射现象更明显了。#由实验一可知波长一定时，减小窄缝的宽度，能观察到明显的衍射现象。 一、机械波的干涉 水波的干涉图样 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边扩张的范围更广，我们就说衍射现象更明显了。#由实验一可知波长一定时，减小窄缝的宽度，能观察到明显的衍射现象。 一、机械波的干涉 思考与讨论： 从波的干涉图样看出，振动加强区和振动减弱区到波源距离差是多大？ 振动加强区为:到两波源距离差 x1-x2=nλ 振动减弱区为:到两波源距离差 x1-x2=(2n+1)λ/2 若我们保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度，会有怎样的现象呢？请看实验一第一部分。#...#可以看到窄缝正后方充满了水波，也注意到，#水波区向两边扩张，影响了更多水面。再看第二部分对比实验#...#我们发现水波区向两边