機(jī)械波的干涉衍射

1、2-5 2-5 波波 的的 干涉干涉 和和 衍射衍射教學(xué)目標(biāo) 1。知道什么是波的衍射現(xiàn)象。 2。知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。 3。知道衍射是波的特有現(xiàn)象。 4。知道波的疊加原理 5。知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣 6。知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象教學(xué)重點(diǎn) 波的疊加原理 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。 波的干涉 1.一切波都能發(fā)生衍射2.衍射是波特有的現(xiàn)象butbut1波的獨(dú)立傳播原理波的獨(dú)立傳播原理 幾列波相遇幾列波相遇,都各自保持原來(lái)的運(yùn)都各自保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)狀態(tài),獨(dú)立地向前傳播獨(dú)立地向前傳播,而互不干擾而互不干擾. 2 2、疊加原理、疊加原理2. 波的疊加波的疊加 幾列波相遇幾列波相

2、遇,在它們重疊的在它們重疊的區(qū)域里區(qū)域里,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)與這幾列波引起的振動(dòng), 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和時(shí)引起的位移的矢量和.二、波的干涉二、波的干涉 兩列頻率相同的波相遇后，在振動(dòng)著的水面上，兩列頻率相同的波相遇后，在振動(dòng)著的水面上，出現(xiàn)了出現(xiàn)了一條條一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來(lái)的從兩個(gè)波源中間伸展出來(lái)的相對(duì)平相對(duì)平靜靜的區(qū)域和的區(qū)域和激烈振動(dòng)激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的上的位置是固定位置是固定的，而且的，而且相互隔開(kāi)相互隔開(kāi)這種這種現(xiàn)象叫現(xiàn)象叫做做波的干涉波的干

3、涉振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱s2s1x0tpx10ta1-a1x20t-a2a2a-as2s1x0tqx10ta1-a1x20t-a2a2a-as2s1x0tq若若a1=a2x10ta1-a1x20ta2-a2s2s1 對(duì)比分析：對(duì)比分析：兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖樣而要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象形成涉圖樣而要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的穩(wěn)定的干涉圖樣，干涉圖樣，則需要滿足一定的條件則需要滿足一定的條件3. 產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件1) 頻率相等頻率相等2) 相差恒定相差

4、恒定(步調(diào)恒定步調(diào)恒定)s1s2理解注意理解注意: :干涉干涉和和衍射衍射是波特有的現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象. . 兩列振動(dòng)情況完全相同的機(jī)械波在兩列振動(dòng)情況完全相同的機(jī)械波在空間疊加空間疊加, 使某些區(qū)域振動(dòng)使某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)加強(qiáng),某些區(qū)域某些區(qū)域振動(dòng)振動(dòng)減弱減弱,且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)且加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔相互間隔這這種現(xiàn)象種現(xiàn)象, 稱為波的干涉稱為波的干涉.1. 波的干涉及其圖樣波的干涉及其圖樣(教材教材p57: 第四自然段第四自然段)s1s2s1s22. 加強(qiáng)減弱區(qū)域的條件加強(qiáng)減弱區(qū)域的條件在兩波源同時(shí)朝同一方向起振時(shí)在兩波源同時(shí)朝同一方向起振時(shí):1) 振動(dòng)加強(qiáng)：振動(dòng)加強(qiáng)：s = n nn2)

5、振動(dòng)減弱：振動(dòng)減弱：s = （2n+1） /2 nns1s2opqs1s2理解注意：理解注意：1）.穩(wěn)定的干涉圖樣穩(wěn)定的干涉圖樣:振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)始終加強(qiáng),振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱振動(dòng)減弱區(qū)始終減弱.2）.若兩列波的振幅若兩列波的振幅a1=a2=a,則則 ,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)振幅為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)振幅為2 a,振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱區(qū)振幅為區(qū)振幅為0；若兩列波的振幅；若兩列波的振幅a1a2, 振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)振幅為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)振幅為a1+a2,振動(dòng)減弱區(qū)振幅振動(dòng)減弱區(qū)振幅a1_a2.3）.振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)位移不一定始終振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)位移不一定始終大于振動(dòng)減弱區(qū)的位移大于振動(dòng)減弱區(qū)的位移. s1 、s2是兩個(gè)相同的波源，這兩個(gè)

6、波源發(fā)是兩個(gè)相同的波源，這兩個(gè)波源發(fā)生干涉時(shí)，在干涉區(qū)域內(nèi)有生干涉時(shí)，在干涉區(qū)域內(nèi)有a、b、c 三點(diǎn)，某三點(diǎn)，某時(shí)刻時(shí)刻a 點(diǎn)為兩列波的波峰相遇點(diǎn)為兩列波的波峰相遇,b點(diǎn)為兩列波的點(diǎn)為兩列波的波峰和波谷相遇，波峰和波谷相遇，c點(diǎn)為兩列波的波谷相遇，點(diǎn)為兩列波的波谷相遇，再經(jīng)過(guò)再經(jīng)過(guò)t/2，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是 a. 只有只有a 點(diǎn)點(diǎn) b. 只有只有c點(diǎn)點(diǎn) c. a 點(diǎn)和點(diǎn)和c點(diǎn)點(diǎn) d. a 點(diǎn)和點(diǎn)和b 點(diǎn)點(diǎn) 練習(xí)：練習(xí)：水面上有水面上有a a、b b兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的振動(dòng)兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的振動(dòng)源，在源，在a a、b b連線的中垂線上有三個(gè)點(diǎn)連線的中垂線上有三個(gè)點(diǎn)a a、b b

7、、c c，已，已知某時(shí)知某時(shí)a a點(diǎn)是兩列波波峰和波峰相遇點(diǎn)，點(diǎn)是兩列波波峰和波峰相遇點(diǎn)，c c點(diǎn)是與點(diǎn)是與a a點(diǎn)點(diǎn)最近的波谷和波谷相遇點(diǎn)，最近的波谷和波谷相遇點(diǎn)，b b處在處在a a、c c之間，如下圖，之間，如下圖，以下說(shuō)法正確的是：（以下說(shuō)法正確的是：（ ）a a：a a振動(dòng)加強(qiáng)，振動(dòng)加強(qiáng)，c c點(diǎn)振動(dòng)減弱點(diǎn)振動(dòng)減弱b b：a a、c c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b b點(diǎn)振動(dòng)減弱點(diǎn)振動(dòng)減弱c: ac: a、b b、c c點(diǎn)振動(dòng)都加強(qiáng)點(diǎn)振動(dòng)都加強(qiáng)d d：a a、c c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b b點(diǎn)振動(dòng)不確定點(diǎn)振動(dòng)不確定ababcc c現(xiàn)象現(xiàn)象: :干涉和衍射是一切波所特有的現(xiàn)象干涉和衍射是一切波所特有的現(xiàn)象條件條件: :兩列波頻率相同相位相同兩列波頻率相同相位相同波的疊加原理：波的疊加原理：規(guī)律規(guī)律加強(qiáng)加強(qiáng)減弱減弱ssnnss（2n