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12.4《波的衍射和干涉》课件


衍射现象明显
衍射现象不明显
λ? d
水波槽实验

研究 λ明显衍射d起波器电动机的振动
发波水槽
毛玻璃屏幕 反射镜
发生明显衍射的条件
波长λ一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样。 不明显

d>λ
明显
明显
d
λ
d≈λ
λ
d
d<λ
发生明显衍射的条件
在狭缝宽度d一定,不同波长的水波的衍射。
λ1= 0.3d
难点突破:本节课的难点是波的干涉图样,通过观察水槽 中水波的干涉,归纳总结出波发生明显的干涉的条件及原因。
——水波
水波遇到障碍物像球一样被弹回了吗?
一、波的衍射
1.概念:波可以绕过障碍物继续传播的现象
障碍
阴影区 阴影区

波源
两幅水波通过孔缝衍射照片对比
λ
?
d
波绕过障碍物区域多
λ
?
d
波绕过障碍物区域少
光波波长:0.4um-----0.7um
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。
例:以下关于波的衍射的说法中正确的是( C )
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象 B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,衍射现象很明显 C.当孔的大小比波长小时,衍射现象很明显 D.只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时,
才会发生明显的衍射现象
波的叠加
雨滴下落不同步,相差也不恒定
1.波的叠加原理
①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 过其它波一样。
s n ——加强
s (2n 1) ——减弱
2
例.如图所示,两列简谐波均沿x轴传播,传播速度的大小相 等,其中一列沿x方向传播(图中实线所示),一列沿负x方向
传播(图中虚线所示),这两列波的频率相同,振动方向均沿 y轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的 是x= 2、6 的点,振幅最小的是x= 4、8 的点。
振源1
振动减弱
两波源:频率相同、振动方向相同、相差恒定
加 强
减 弱
波的干涉
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。
产生波的干涉的条件:
(1)两波源的频率相同 (2)振动方向相同 (3)相位差恒定
干涉图样
干涉图样的特点:
①振动加强点始终加强,振动减弱点始终减弱。 ②振动加强点和振动减弱点是间隔出现。 ③振动加强点是指振幅较大的点,不是位移始终最大。 ④干涉图样中,不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。
5λ 5λ 3.5λ

加强点和减弱点的分布规律
若两波源振动情况完全相同 到两波源的路程差(波程差)△s满足:
λ2= 0.5d
λ3= 0.7d 明显
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?
水波通过桥洞时发生衍射
无线电波绕过高大建筑物
日晕——光的衍射
光波和声波谁更容易发生明显衍射现象? 声波波长:1.7cm---17m
光波

声波的叠加
②研究两列波相遇时位移的特点
在两列波重叠的区域内,介质中的质点同时参与两种振动, 其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。
本质:位移的合成
③叠加原理


振动加强
振幅增大
峰 谷
振动减弱
振幅减小
实验: 两波源:频率相同、振动方向相同、相差恒定。
侧视图
平面图
振动加强
振源2
1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。 知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。 知道衍射现象是波特有的现象。
2.了解波的叠加原理。 3.通过实验,认识波的干涉现象和波的干涉图样。
知道波发生明显干涉现象的必要条件。 知道干涉现象是波所特有的现象。
首先观察水槽中水波的传播:圆形的水波向外扩散,越来 越大。然后,在水槽中放入一个不大的障碍屏,观察水波绕 过障碍屏传播的情况。 再引导学生观察:在水槽中放入一个有孔的障碍屏,水波通过 孔后也会发生衍射现象。看教材中的插图,解释“绕过障碍物” 的含义。
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