[人教版]波的干涉PPT优秀课件1

《高一物理波的干 涉》ppt课件
目录
• 波的干涉概述 • 波的干涉条件 • 波的干涉图样 • 波的干涉的应用 • 波的干涉实验 • 波的干涉总结与思考
01
波的干涉概述
波的干涉定义
波的干涉定义
当两个或多个波源的波同时传播 到某一点时，它们相互作用产生 加强或减弱的现象称为波的干涉
。
干涉的条件
两列波频率相同、振动方向相同、 相位差恒定。
当两个波源产生的波在相遇点的振动方向相同，相位差为偶数倍的2π
时，它们叠加产生加强（相长）现象；当振动方向相反，相位差为奇数
倍的2π时，它们叠加产生减弱（相消）现象。
02
波的干涉条件
同频率
只有同频率的波才能产生干涉 现象。
同频率的波在相遇时，会产生 叠加效应，形成新的波动。
同频率的波具有相同的周期和 波长，因此它们在相遇时能够 相互加强或抵消。
波谷与波谷相遇
总结词
同相叠加，振幅减弱
详细描述
当两列波的波谷同时到达某一点时，它们产生同相叠加，导致该点的振幅减弱， 形成干涉减弱的现象。
波峰与波谷相遇
总结词
反相抵消，振幅为零
详细描述
当一列波的波峰与另一列波的波谷同时到达某一点时，它们产生反相抵消，导致该点的振幅为零，形成干涉完全 抵消的现象。
测量距离等。
电磁波干涉
电磁波干涉现象
当两个或多个电磁波的频率、相位和振幅相同时，它们在 空间中相互叠加，产生电磁波干涉现象。
电磁波干涉的应用
在通信领域，利用电磁波干涉原理可以设计和制造各种通 信设备，如无线电收发器、雷达等。
电磁波干涉的原理
当两个同频率的电磁波相遇时，它们的电场和磁场相互叠 加，形成明暗相间的干涉条纹。这些干涉条纹可以用于检 测物体的表面状态、测量距离等。

一、波的衍射现象
【例1】下列说法正确的是（ AB ）
A.衍射是一切波特有的现象 B.对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显 C.听到回声是声波的衍射现象 D.听到回声是共鸣现象
一、波的衍射现象
【例2】在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水
槽中的传播速度为0.05m／s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为（ D ）
3、窄缝或障碍物的宽度与波长相差不多时，有明显的衍射现象。
一、波的衍射现象
发生明显衍射现象的条件： 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.
一、波的衍射现象
(1)衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 窄缝宽度比波长越大，衍射现象越不明显；水波的传播越接近直线传播。 (2)障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小，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。 (3)一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 (4)波传到小孔（或障碍物）时，小孔或障碍物仿佛是一个新的波源，由它发出与原 来同频率的波在孔或障碍物后传播，于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象。 (5)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于能量的减弱，衍射现象不 容易观察到。
频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小，这种现 象叫做波的干涉。
干涉图样：由波的干涉所形成的图样
三、波的干涉
三、波的干涉
把相应的振动最激烈的质点连起来，就是振动加强区；相应的振动最不激烈或静 止的质点连起来，就是振动减弱区，且振动加强区和振动减弱区是相互间隔着出 现的。 特征
振动加强的区域总是加强，振 动减弱的区域总是减弱。

——恩格斯《论封建制度的瓦解和 民族国家的产生》
郑和下西洋的目的主要有：
宣扬国威； 加强与海外诸国的联系； 满足统治者对异域珍宝特产的需求。 还有一种观点是寻找下落不明的建文帝。
说一说：
郑和下西洋和哥伦布航海的规 模,从中你们有何感想?
郑和下西洋 哥伦布航海
船只数量 200多艘
最多7艘,最少3艘
3、新航路的开辟过程
时间
14871488
1492
14971498
15191522
人物 迪亚士 哥伦布 达.迦马 麦哲伦
国别 葡萄牙 意大利 葡萄牙 葡萄牙
航线
从西欧沿非洲 西海岸南航， 到达非洲西南 端-好望角
从西欧横渡大 西洋，到达美 洲
绕过好望角到 达印度，开辟 了通往东方的 新航路
完成第一次环 球航行
▪ 两列频率相同的水波相遇，会出现振动加强和振动 减弱相互间隔的现象，形成稳定的干涉图样。
▪ 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，并且振动加强和振动 减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉。
▪ 在干涉现象中形成的图样叫干涉图样。由于两列波 的频率相同，振动加强处总是加强，振动减弱处总 是减弱，所以出现了稳定的干涉图样。
▪ 在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时 参与两个振动，其振动位移等于这两列波分 别引起的位移的矢量和，这叫做波的叠加原 理.
▪ ［强化训练］两列振动方向相同和振动方向 相反的波叠加，振幅如何变化？振动加强还 是减弱？
▪ 两列振动方向相同的波叠加，振动加强，振 幅增大；两列振动方向相反的波叠加，振动 减弱，振幅减小.
长151.8米 船只大小 宽61.6米
长24.5米 宽6米

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．
3、产生干涉的条件
► 两列波相遇叠加不一定能得到稳定的干涉图 样．而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干 涉图样，则需要满足一定的条件．
► 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波 峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰 相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的， 质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列 波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保
持平静．
► 把相应的振动最激烈的质点连起来，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．振动加强区和振动减弱区是相互隔开的．
► 产生干涉的条件：两列波的频率必须相同．
4、一切波（只要满足条件）都能发 生干涉现象，干涉和衍射一样都是波 特有的现象．
结束
谢谢！
► 干涉图样：由波的干涉所形成的图样叫做干涉 图样（如上页图）．
2、干பைடு நூலகம்的解释
► 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的 波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和 波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质 点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在 这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振 动最激烈.
第十二章 机 械 波
6、波 的 干 涉
一、波的叠加
►两列波相遇后，彼此 穿过，继续传播，波 的形状和传播的情形 都跟相遇前一样，也 就是说，相遇后，它 们都保持各自的运动 状态，彼此都没有受 到影响．
波叠加原理：
►几列波在同一介质中传播，在介质中某 一点（或某一区域）相遇时，每一列波 都能够保持各自的状态继续沿着原来的 方向向前传播，彼此之间互不影响，好 像没有遇到另一列波一样，在它们重叠 的区域里，介质的质点同时参与这几列 波所产生的振动，每一质点仍然是在各 自的平衡位置附近做振动．质点振动的 位移等于这几列波单独传播时引起的位 移的矢量和．

波的干涉
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这两列波相遇后，在它们重叠 的区域形成如图3.4-2所示的 图样：水面上出现了一条条相 对平静的区域和激烈振动的区 域，这两类区域在水面上的位 置是稳定不变的。
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3.4波的干涉
20200503
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k (k0,1,2) 相长干涉
(2k1) (k0,1,2) 相消干涉
2
例题 S1和S2是波长均为λ的两个相干波源，相距 3λ /4， S1的位相比S2超前π/2，强度都是I0，且不随 距离变化。则在S1和S2连线上合成波的强度分别是多 少？
解 ： 212 (r2r1)
波的 相干条件：
① 频率相同； ② 振动方向相同； ③ 有固定的相位差。
水波盘中水波的干涉
满足相干条件的波 叫相干波 满足相干条件的波源叫相干波源 满足相干条件的叠加叫相干叠加
定量分析干涉现象
S2
r2
y 1(0 S 1,t)A 1c 0 ot s1 ()
y 2(0 S 2,t)A 2c 0 ot s2 () S 1
( 2 ) 当 ( 2 k 1 )( k 0 ,1 ,2 , ) 时 A A 1 ， A 2
为合振幅的极小值，振动减弱，称为相消干涉。
(3)将 （r2 r1） 称 为 波 程 差表，示用。
若1
2，
则
2
，
相
长
干
涉
与
相的消
干
条 件 可 用 波 程 差：来 表 示
o
P
x
xLn0,1,2
A
C
波节处
c2 o x / s 2 L / /2 0
即 2 x / 2 L / /2 ( 2 n 1 )/2
x L n/2 Ln 0 , 1 , 2
多普勒效应
多普勒效应:由于波源、探测器的相对运动而引 起探测的频率与波源发射的频率不等的现象
相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.
当波从波密介质垂直入射到波疏介质， 被反射 到波密介质时形成波腹. 入射波与反射波在此处的相 位时时相同，即反射波在分界处不产生相位跃变.

详细描述
干涉现象的产生基于波动叠加原理，当两个同频率、同方向、同振幅的波相遇时，它们的波动会相互加强（叠加 ），形成更大的振幅；而当它们的相位相反时，波动会相互抵消（相消），振幅为零。这个原理可以用来解释干 涉现象的产生和表现。
02 波的干涉条件
同频率
同频率是波的干涉的必要条件之一。只有当两个波源的频率 相同时，它们才能产生干涉现象。这是因为干涉是两个波在 空间中相互叠加的结果，而频率相同的波才能保证在任何时 刻都有对应的波峰和波谷进行叠加。
05 波的干涉的应用
测量长度和角度
测量长度
利用波的干涉原理，可以精确测量物体 的长度。通过将波源和接收器分别置于 被测物体两端，利用干涉条纹的变化计 算物体长度。
VS
测量角度
利用波的干涉，可以测量两个平面之间的 夹角。通过调整波源和接收器的位置，使 得干涉条纹移动特定数量的周期，从而计 算出角度大小。
测量光波长和频率
测量光波长
利用光的干涉现象，可以精确测量光的波长 。通过调整干涉仪的参数，使得光在特定路 径上产生干涉，根据干涉条纹的位置确定光 波长。
测量光频率
光的干涉现象还可以用于测量光的频率。通 过比较不同波长的光的干涉条纹，可以推导 出光的频率。
测量声音的频率和强度
要点一
测量声音频率
利用声波的干涉现象，可以测量声音的频率。通过在特定 空间内产生声波干涉，根据干涉条纹的变化规律，可以推 算出声音的频率。
光的干涉
总结词
光的干涉是光学领域中非常重要的现象，通过光的干涉实验，可以验证光的波动性质， 并深入理解光的干涉原理。
详细描述
当两束或多束相干光波相遇时，它们会相互叠加，形成一种新的光波现象。在实验中， 通常使用分束器将一束激光分成两束相干光波，然后让它们经过不同的路径后相遇。在 相遇处，光波会相互叠加，形成明暗相间的干涉条纹。通过调整实验条件，可以观察到

s1
A
s2
· ·
C D ·
·
B
实线a上振动加强 虚线b上振动减弱
b
a b a b a ba b a
b
频率相同的两列波段叠加，使某些区 域的振动加强，有些区域的振动减弱，并 且振动加强和振动减弱的区域相互间隔， 这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做 波的干涉图样。
干涉产生的条件：
两列波频率相同 两列波相位差不变
2、关于波的干涉，下列说法正确的是（ C D ） A、只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉。 B、只要是波就能产生稳定的干涉。 C、不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频 率相等，振动情况相同就能产生稳定干涉。 D、波的干涉是波叠加的特例
1
2
绳的左端发出波1，绳的右发出波2
两个绳上相遇的波
1 2
结论：两个波在彼此相遇以后，仍像相
遇以前一样，各自保持原有的波形，继 续向前传播。
请
注
Hale Waihona Puke 意波的叠加原理：在两列波重 叠的区域里，任何一个质点 的总位移，都等于两列波分 别引起的位移的矢量和。
二、波的干涉
如果是两列水波 相遇，会有 想一想 怎样的现象 呢？
小结：
1、学会用波的叠加原理解 释干涉现象 2、注意波的干涉产生的条 件
随堂练习
1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ B C D） A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一 列波将加强。 B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同。 C、在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别 引起是位移的矢量和。 D、几个人在同一房间说话，相互间听得很清楚， 这说明声波在相遇时互不干扰。
2004年6月
一、波的叠加