衍射现象波的衍射课件.ppt

1、教学目标教学目标（1）观察波的叠加动画。知道波的叠加原理.（2）观察水波干涉图样。知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样；（3）知道干涉现象也是波所特有的现象。教学重点：教学重点：波的叠加原理、波的干涉条件、干涉现象和干涉图样。教学难点：教学难点：波的干涉图样 水水波波 的的 衍衍 射射 波能绕过障碍物继续传播的波能绕过障碍物继续传播的现象，叫做现象，叫做波的衍射波的衍射。结论结论：v窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象；衍射现象；v窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；不明显；v窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波

2、将窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象直线传播，观察不到衍射现象v只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长只有缝、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，才能观察相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象到明显的衍射现象v注意注意：一切波都能发生衍射，一切波都能发生衍射，而要发生而要发生明明显显的衍射现象须满足上述条件，当不满足的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到衍射现象不明显，不易被我们观察到 发生明显衍射现象的条件：发生明显衍射现象的条件：一、

3、衍射现象一、衍射现象波的衍射波的衍射波展延到波展延到“影子影子”区域区域里的现象。里的现象。衍射是所有波共有的一种现象，一衍射是所有波共有的一种现象，一切波都能发生衍射同时，它也是切波都能发生衍射同时，它也是波所特有的现象波所特有的现象一一 波的叠加原理波的叠加原理1 1、波传播的独立性、波传播的独立性 几列波相遇之后，几列波相遇之后， 仍然仍然保持它们各自原有的特征保持它们各自原有的特征（频（频、波长、振幅、振动、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样遇到过其他波一样. .叠加红绿光束空间交叉相遇红绿光

4、束空间交叉相遇 ( (红是红、绿是绿，红是红、绿是绿，) )听乐队演奏听乐队演奏 ( (仍可辨出不同乐器的音色、仍可辨出不同乐器的音色、旋律旋律) )空中无线电波很多空中无线电波很多 ( (仍能分别接收各个电台仍能分别接收各个电台) )2 2、叠加原理、叠加原理 在相遇区域内任一点的振动，在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在时在该点所引起为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和的振动位移的矢量和. . 当波峰与波峰、波谷当波峰与波峰、波谷与波谷相遇时振动加强。与波谷相遇时振动加强。 当波峰与波谷当波峰与波谷相遇时振动减弱。相遇时振动减弱。 加强加强:两列波引起的两列波引起的振动方

5、向始终振动方向始终相同相同。 减弱：两列波引起的减弱：两列波引起的振动方向始终振动方向始终相反相反。频率相同频率相同的两列波叠加的两列波叠加实验演示两个波源传过来的两个波源传过来的波都要引起介质质波都要引起介质质点振动，为什么有点振动，为什么有的点的振幅很大，的点的振幅很大，而另一些点的振幅而另一些点的振幅却几乎为零呢？却几乎为零呢？实验的抽象描述二二 波的干涉波的干涉 （一）（一） 波的干涉波的干涉 频率相同的两列波叠加，使频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动某些区域的振动始终始终加强，某些加强，某些区域的振动区域的振动始终始终减弱，并且振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域加强和振动减弱

6、的区域互相间隔互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。图样叫做干涉图样。（二）干涉图样的特点：（二）干涉图样的特点： 1、两列频率相同的波叠加，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的。（二）干涉图样的特点：（二）干涉图样的特点： 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。三三 产生干涉的产生干涉的 必要条件：必要条件：两波源的频率相同。两波源的频率相同。1 1、若两波源振动情况、若两波源振动情况完全相同完全相同四四 加强点和减弱点的加强点和减弱点的

7、分布规律分布规律12a1a2a3a4b1b2b3b4ns 2) 12(ns加强加强减弱减弱到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: :l若两波源振动情况若两波源振动情况完全相同完全相同2 2、若两波源振动情况、若两波源振动情况完全相反完全相反四四 加强点和减弱点的加强点和减弱点的分布规律分布规律12a1a2a3a4b1b2b3b4ns 2) 12(ns减弱减弱加强加强到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: :l若两波源振动情况若两波源振动情况完全相反完全相反ns 2) 12(ns加强加强减弱减弱到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差

8、（波程差）s s满足满足: :l若两波源振动情况若两波源振动情况完全相同完全相同ns 2) 12(ns减弱减弱加强加强到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: :l若两波源振动情况若两波源振动情况完全相反完全相反练习：练习：1、以下关于波的衍射的说法，正确的、以下关于波的衍射的说法，正确的是是（ ）A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显C、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显D、只有当障碍物的尺寸

9、与波长相差不多时，才会发生明、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显的衍射现象2、下列现象属于波的衍射现象的、下列现象属于波的衍射现象的是是（ ）A、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B、“空山不见人，但闻人语响空山不见人，但闻人语响”C、“余音绕梁，三日而不绝余音绕梁，三日而不绝”D、夏日的雷声有时轰鸣不绝、夏日的雷声有时轰鸣不绝3.关于波的衍射下列说法中正确的是（关于波的衍射下列说法中正确的是（ ）A在衍射现象中，波不是沿直线传播的在衍射现象中，波不是沿直线传播的B水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象水波碰到障碍物后返回传播的现象

10、属于衍射现象C横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射D不能发生明显衍射的，必定不是波不能发生明显衍射的，必定不是波E衍射是一切波的特性衍射是一切波的特性F波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象G波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显H波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显AEFH4.如图是观察水面波衍射的实验装置，如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和和BD是两是两块挡板，块挡板，AB是一个孔，是一个孔，O为波源，图中已画出波源所为波源，图

11、中已画出波源所在区域波的传播情况，每在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，波经过孔之后的传播情况，下述描述正确的是（下述描述正确的是（ ） ABCA挡板前后波纹间距离相等挡板前后波纹间距离相等B此时能明显观察到波的衍射现象此时能明显观察到波的衍射现象C如果将孔如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察衍射现象观察衍射现象5、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为

12、使衍射、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可以现象更明显，可以（ ）A、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率B、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率C、缩小小孔的尺寸，同时增大水波的频率、缩小小孔的尺寸，同时增大水波的频率D、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率6、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是的频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径

13、为观察到显著的衍射现象，小孔直径D应应为为（ ）A、10 cm B、5 cm C、D 1 cm D、D 1 cm7.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，达区域的示意图， 情况中水波的频率最大；情况中水波的频率最大； 情况中水波的频率最小。情况中水波的频率最小。bac题11图 8.甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距两船相距24 m。有一列水波在湖面上。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动传播，使每只船每分钟上下浮动10次。次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这当甲船位于波峰时，乙船位于

14、波谷，这时两船之间还有一个波峰。则此水波的时两船之间还有一个波峰。则此水波的波长为多少？若此波在传播过程中遇到波长为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会观察到明显一根竖立的电线杆，是否会观察到明显的衍射现象？的衍射现象？1、不同频率的两列波也能产生干涉现象不同频率的两列波也能产生干涉现象 2、振动加强的质点和振动减弱的质点交振动加强的质点和振动减弱的质点交替出现替出现3、干涉图样中，只有振动加强的质点和干涉图样中，只有振动加强的质点和振动减弱的质点振动减弱的质点4、振动减弱质点的位移一定小于振动加振动减弱质点的位移一定小于振动加强质点的位移强质点的位移判断正误判断正误 例例1

15、1. 如图所示两列波相向传播，如图所示两列波相向传播，当它们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁当它们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁中，可能的是中，可能的是 ( )A A图乙、丙图乙、丙 B B图甲、乙图甲、乙C C图乙、丙、丁图乙、丙、丁 D D图甲、乙图甲、乙A甲乙丙丁v 例例2 2如图所示，两列简谐波均沿如图所示，两列简谐波均沿x x轴传播，传播速度的大小相轴传播，传播速度的大小相 等，其中一等，其中一列沿列沿x x方向传播方向传播( (图中实线所示图中实线所示) )，一列沿，一列沿负负x x方向传播方向传播( (图中虚线所示图中虚线所示) )，这两列波，这两列波的频率相同，振动方向均沿的频率

16、相同，振动方向均沿y y轴，则图中轴，则图中x=1x=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8各点中振幅各点中振幅最大的是最大的是x=x= 的点，振幅最小的是的点，振幅最小的是x=x= 的点。的点。4、82、6v例例3 3如图所示，在如图所示，在x x轴上的轴上的P P、Q Q两点位置上有两个频率相同、振两点位置上有两个频率相同、振动方向也相同的相干波源，它们动方向也相同的相干波源，它们激起的机械波长是激起的机械波长是2m2m，P P、Q Q两点两点的横坐标分别是的横坐标分别是xpxp=1m=1m，xQxQ=6m=6m，那么在那么在y y轴上从轴上从-+的位置上的位置上会出现振动减弱的区域有多少个会出现振动减弱的区域有多少个? ?5个个v例例4 4如右图所示，在同一均如右图所示，在同一均匀介质中，有匀介质中，有S S1 1、S S2 2两个完全两个完全相同的波源相同的波源S S1 1、S S2 2之间相距两之间相距两个波长。点个波长。点B B为为S S1 1、S S2 2连线的连线的中点，今以点中点，今以点B B为圆心，为圆心，R=BSR=BS1 1为半径画圆，问在该圆周上，为半径画圆，问在该圆周上，除除S S1 1、S S2 2两波源外，共有几个两波源外，共有几个振动加强的点振动加强的点? ( )? ( )S1S2B