物理第3章 机械波第3节 波的干涉和衍射获奖备课课件ppt

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1、共同传播区域波形发生了变化；
2、脱离接触后，又恢复原来形状。
两位同学分别握着长绳的一端上下抖动，使长绳产生两列相向传播的波。仔细观察两列波相遇时和相遇后各自的运动。
两列波相遇时，波形会发生变化；相遇后，这两列波又保持原来各自的形态继续传播。
①两列波相遇时，波形会发生叠加。
②波的传播具有独立性。
几列波在介质中传播，相遇后仍能保持各自原有的运动特征（波长、频率、振幅等）不变并继续传播，就像没有与其他波相遇过一样。
在相遇的区域里，介质中的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时在该处引起的位移的矢量和。
振动方向相同则振动加强。
振动方向相反则振动减弱。
1、如图所示，两列相同的波沿一直线相向传播。当它们相遇时，波形可能是下列四种波形图中的（ ）
【解析】选B、C。当两列波相遇时，达到图(a)所示的状态时，叠加以后的波形应是B。当两列波相遇时，达到图(b)所示的状态时，叠加以后的波形应是C。故B、C正确。
图是一个水波槽，在振动棒上固定两个小球，让小球刚刚接触到水波槽内的水面。当振动棒带动两个小球振动时，会产生振动方向、振动频率都相同的两列水波。观察这两列波叠加时的现象。
在振动的水面上，出现了一条条从两个波源中间扩散开的相对平静的区域和剧烈振动的区域，这两种区域相互间隔，并且出现的位置是固定的。
振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象，称为波的干涉，形成的图样称为干涉图样。
振动频率和振动方向相同
振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布。
二、波的干涉现象的解释
图中 S1、S2为两个频率和振动方向相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷。图中红点处表示两列波的波峰与波峰相叠加，绿点处表示波谷与波谷相叠加，这些位置的振动都得到加强。
两列水波的频率相同，再经过T/2时，这些质点又同时振动至波峰（或波谷），因此这些质点振动始终加强。
图中画“×”处是一列波的波峰与另一列波的波谷相叠加，该处质点的振动减弱，并且始终是减弱的。
把相应的振动最激烈的质点连起来（实线），为振动加强区；相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区（虚线）．振动加强区和振动减弱区是相互隔开的．
波的干涉现象是波的重要特征之一
水波、声波、电磁波等都能产生干涉
两个接入同一信号源的扬声器同时播放某一频率的正弦波信号时，在某些位置听到的声音强，而在某些位置听到的声音弱。你现在能解释这个现象了吗?
2. 两波源 S1、S2 在水波槽中形成的波形示意图如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。波源 S1 形成的波的波长比波源 S2 形成的短，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. 点 a 的振动始终加强 D. 点 a 的振动始终减弱
同介质机械波波速相同，因波长不同，所以频率不同。不能发生干涉现象。所以叠加不稳定。
3. 两列振动方向相同、振幅分别为 A1 和 A2 的波发生干涉现象。下列说法正确的是( )
A. 波峰与波谷相遇处，质点的振幅为｜ A1 - A2 ｜ B. 波峰与波峰相遇处，质点离开平衡位置的位移始终为 A1 + A2 C. 波峰与波谷相遇处，质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D. 波峰与波峰相遇处，质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
仔细观察干涉图样会发现：到两波源的距离之差等于波长整数倍的点，振动都加强；而到两波源的距离之差等于半波长奇数倍的点，振动都减弱。
①若P点为振动加强点：
A、B是两波源位置，P为介质中的某质点，其到波源的距离差为△S=|S1-S2|
则P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍。
②若P点为振动减弱点：
则有P点到两列波的波源的距离差半个波长的奇数倍。
①定义：两个能产生干涉的波源发出振幅相同的两列波，在同一直线上沿相反方向传播，由于叠加而形成的波称为驻波。
②波节与波腹：驻波上有些点始终不振动，称为波节；有些点始终振幅最大，称为波腹。
③弦乐器和管乐器等都是因产生驻波而发声的。
④当弦线上形成驻波时，弦线的长度应满足:
如果石块较大，水波会被反射回来；如果石块较小，水波会绕过石块继续向前传播，好像石块并不存在一样。
波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象，称为波的衍射。
水波通过蓄水池入口时产生衍射
如图所示，在水波槽中放入两块挡板，挡板间留一狭缝，调节挡板位置，可改变狭缝宽度。 现产生持续的平面波，且波长保持不变，观察下列两种情况下水波通过狭缝时的实验现象。( 1 ) 调节狭缝的宽度，使其远大于水波的波长；( 2 ) 调节狭缝的宽度，使其接近水波的波长。
当狭缝的宽度远大于水波的波长时，没有明显的衍射现象；当狭缝的宽度接近水波的波长时，水波通过狭缝后成为近似于点波源发岀的波，衍射现象更加明显。
当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
一切波都能产生衍射现象
“闻其声而不见其人” 的现象就与声波的衍射有关