5. 波的干涉与衍射（教学课件）物理教科版选择性必修第一册

仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 3.5 波的干涉、衍射 波的叠加原理 壹 波的干涉 贰 目录 叁 波的衍射现象 1.知道波的叠加原理，知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象. 2.知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱点的振动情况. 3.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件. 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 壹 波的叠加原理 在一个水盆中，用滴管分别在两处滴几滴水，激起不同的水波，它们相遇后的传播状态怎样？形状是否改变？ 现象：由水滴激起的两列水波相遇后相互穿过，穿过后仍然保持各自的运动状态继续传播。 叠加的理解：波之间的运动状态互不影响但某个质点会因为同时接受到多个波传递来的振动形式而有振动的叠加情况 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 加强：A=丨A1+A2丨 A 10cm 20cm 10+20=30cm 10cm 20cm A A 延伸：根据波的叠加原理，叠加区域的质点的振动可能加强，也可能减弱 减弱：A=丨A1-A2丨 A A A 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 贰 波的干涉 在水中，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。 问题 1：指出右侧下图中的振动加强区域和振动减弱区域，并尝试说明原因 问题 2：这些叠加区域的振动加强和振动减弱是稳定的还是变化的？ 稳定，振动加强区始终加强，减弱区始终减弱 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 特征 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(加强区与减弱区不随时间变化)． 加强区与减弱区互相间隔． 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 是否任意两列波的叠加都能产生干涉现象呢？ 产生干涉的一个必要条件是两列波的频率（或波长）必须相同。 波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加。一切波只要满足一定条件都能发生干涉现象。 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 ② Δs＝__________ (k＝0,1,2，…)时为振动减弱点． 若两波源振动步调相反，则上述结论相反． 干涉的条件：两列波的频率相同，振动方向在同一直线上，相位差恒定． 判断加强点和减弱点的方法(振动频率相同、振动情况相同的两列波叠加)： ① Δs＝|s2－s1|＝_______ (k＝0,1,2，…)时为振动加强点； kλ (2k＋1) 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 叁 波的衍射现象 “右图水面插入一根适中大小的圆柱形障碍物，振子形成的水波会被阻碍或被破坏吗？“ 波能够绕到障碍物的后面传播的现象，叫作波的衍射（diffraction） 如果仔细观察海面的波浪，你也许会发现大的礁石前面波涛汹涌，礁石后面的海面却相对平静，没有发生明显的波的衍射现象，这是为什么？在什么条件下波才能发生明显的衍射现象？ 理解 (1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射． (2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，不会出现“不发生衍射现象”的说法． (3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了