3.5 波的干涉和衍射（第2课时） 课件-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

第5节 波的干涉和衍射 观察思考1 在一个水波槽中，产生两列不同的水波，观察两列水波相遇时发生的现象。它们相遇后的传播状态怎样？形状是否改变？ 3 1.叠加原理 在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和，这就是波的叠加原理. 2.叠加特点 （1）如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，则振动加强. （2）如果介质中某些质点处于两列波波峰与波谷相遇处，则振动减弱. 波的叠加 2 1 1+2 2 1 1+2 天府立交 5 观察思考2 在水波槽中，使两个振子以相同的频率、相同的振动方向发生振动，产生两列相同的波，仔细观察在两列波的重叠区域所发生的现象. S1 S2 波的干涉 1.定义 频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位置保持不变.这种稳定的叠加现象叫做波的干涉. 2.干涉必要条件 两列波的频率相同 3.干涉图样 波的干涉中所形成的图样 波的干涉的示意图 观察思考3 振动加强点到两波源的距离差有什么关系？ 当两波源振动步调一致时: Δr＝nλ(n＝0，1，2，…) 当两波源振动步调相反时: Δr＝(2n＋1) (n＝0，1，2，…) 振动减弱点到两波源的距离差有什么关系？ 当两波源振动步调一致时: Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…) 当两波源振动步调相反时: 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…) 一只蜜蜂不幸落入摄影师的水池之中，并弄出了一些奇特的波纹。摄影师捕捉了这一切。最终这只蜜蜂逃离了摄影师的水池。 课堂练习 1.两列振幅（A)、波长均相同的简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播．如图所示为某一时刻两波的波形图，其中实线为向右传播的波，虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为五个等距离的质点.则在两列波传播的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．质点a、b、c、d、e始终静止不动 B．质点b、d 始终静止不动 C．质点a、c、e始终静止不动 D．质点a、c、e以振幅2A做简谐运动 课堂练习 2.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（ ） (A)在两波相遇的区域中会产生干涉 (B)在两波相遇的区域中不会产生干涉 (C) a点的振动始终加强 (D) a点的振动始终减弱 课堂小结 1.什么是波的独立性？ 2.什么是波的叠加原理？ 3.什么是波的干涉？ 4.产生干涉的条件是什么？ 在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和，这就是波的叠加原理. 频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位置保持不变.这种稳定的叠加现象叫做波的干涉. 两列波的频率相同 几列波在相遇区域内可以保持各自的频率、振幅和振动方向并按各自的传播方向继续前进，彼此不受影响. 观察思考3 在水波槽中，把两块挡板放在水波前进的方向上，挡板之间留一条缝。 （1）保持波源的振动频率不变（亦即水波的波长不变），改变缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。 （2）保持缝的宽度不变，通过改变波源的振动频率来改变波长，观察水波的传播情况有什么变化？ 结论 波长一定的水波通过宽度不同的狭缝 波长不同的水波通过宽度一定的狭缝 波的衍射 1.定义 波能够绕到障碍物的后面传播的现象 2.发生明显衍射的条件 当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长小时，就能看到明显的衍射现象. 讨论交流 在实际生活中我们是否遇到过波的衍射现象？ 我们在房间里能听到外面的喧闹声，也可以接收到收音机和电视的信号，怎么解释？ 要在大山后面的房舍内听广播（信号波长为1-100m）和看电视（信号波长为1-3m），哪个效果更好？ 课堂小结 干涉与衍射是波的特有现象. 波的叠加是无条件的，波的干涉是有条件的. 波的衍射是无条件的，波的明显衍射是有条件的. 1、图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是(　　) A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．移动N使狭缝的间距增大 D．移动N使狭缝的间距减小 答案：BD　 20 2、