高中物理课件 波的衍射和干涉
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波的衍射与波的干涉波的衍射波的衍射指波在传播过程中,遇到障碍物后,能绕过障碍物;或遇到缝隙时传播方向发生变化的现象。
波的衍射与波的干涉都是波的重要特性之一,这是波动与其他运动模式的主要区别。
波的衍射图像波的干涉波的干涉指的是,频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。
波的干涉,实际上与波的叠加原理是一致的,只不过波的干涉更加特殊,必须满足相应的条件。
而且我们考虑波的干涉时并不是单独一个波形的叠加,而是空间内众多波形的叠加情况。
波的干涉的前提条件产生干涉的一个必要条件是,两列波(源)的频率以及振动方向必须相同并且有固定的相位差。
如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差(相差),相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间而变化的,没有振动总是加强或减弱的区域,因而不能产生稳定的干涉现象,不能形成干涉图样。
波的干涉图样波的干涉所形成的图样叫做干涉图样,是非常好的理解波的干涉的工具。
下面我们通过波的干涉图样来进一步理解波的干涉。
如下图所示,为两个完全相同的波(S1与S2)在平面内的传播。
如果用实线来描述波峰,虚线表示波谷。
根据波的叠加原理,在平面内图像中的波峰与波峰(以及波谷与波谷)的交汇处,为振动加强点。
与之对应的是,波峰与波谷的交汇处,振动削弱。
这样,就犹如波的干涉的定义描述的那样:波的干涉指的是,频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。
可能上面的图像太复杂了,不好辨识出来。
那么接下来我们通过一部分干涉图像来分析。
如下图所示,同样为两个完全相同的波(S1与S2)在平面内的传播。
实线来描述波峰的,显然波谷就是相邻的两条实线中间的位置(没有画出来)。
比较容易看出来,a点是振动削弱的(波峰与波谷交汇处),b点是振动加强的(波谷与波谷交汇处)。
波的衍射与波的干涉区别从定义上来找两者的区别:波的衍射定义:波的衍射指波在传播过程中,遇到障碍物后,能绕过障碍物;或遇到缝隙时传播方向发生变化的现象。
4、波的衍射和干涉一、波的衍射1.波的衍射:波绕过障碍物的现象。
如声音传播中的“隔墙有耳”现象。
2.发生明显衍射的条件是:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射现象是波所特有的现象。
二、波叠加原理和独立传播原理1.~2.几列波相遇时能够保持各自的运动状态,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
三、波的干涉1.波的干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。
注意:(1)振动加强的区域振动始终加强,振动减弱的区域振动始终减弱;(2)振动加强(减弱)的区域是指质点的振幅大(小),而不是指振动的位移大(小),因为位移是在时刻变化的。
2.产生干涉的条件:两列波的频率必须相同。
3.干涉是波特殊的叠加:频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到加强或总是减弱的区域,这样的两列波叠加,是波普通的叠加,而不是干涉。
因此,干涉是波特殊的叠加。
4.干涉也是波特有的现象。
由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。
{5.当两相干波源振动步调相同时,到两波源的路程差△s是波长整数倍处是加强区;而路程差是半波长奇数倍处是减弱区。
振动加强位置公式:d1=s1-s2 =±nλ (n=0、1、2、3……)振动减弱位置公式:d2=s1-s2 =±(2n+1)λ/2 (n=0、1、2、3……):1.一列水波穿过小孔产生衍射现象,衍射后水波的强度减弱是因为( ) A 、水波的波长增大 B 、水波的周期增大 C 、水波的频率减小 D 、水波的振幅减小2.如图所示,S 为波源,M 、N 为两块挡板,其中M 板固定,N 板可上下移动,两板中间有狭缝。