波的干涉講解.ppt

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1、池塘中兩水波相遇時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？生活現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)在繩中相向傳播的機(jī)械波相遇，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？結(jié)論：兩列波相遇時(shí)，位移發(fā)生合成變化；相遇后，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，彼此之間沒(méi)有互相影響。1、相遇前2、相遇時(shí)刻3、相遇過(guò)程4、相遇后實(shí)驗(yàn)研究幾列波在同一介質(zhì)中傳播，在介質(zhì)中某一點(diǎn)（或某一區(qū)域）相遇后，每一列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)沿著原來(lái)的方向向前傳播，彼此之間互不干擾，好象沒(méi)有遇到另一列波一樣。波的獨(dú)立傳播原理在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波

2、所產(chǎn)生的振動(dòng)，每一質(zhì)點(diǎn)仍然是在各自的平衡位置附近做振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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。波相遇時(shí)位移的特點(diǎn)幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)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。波的疊加原理生活中波的獨(dú)立傳播和疊加開(kāi)會(huì)時(shí)，大家討論的面紅耳赤，會(huì)議室內(nèi)聲音特響，但還是能區(qū)分出每一個(gè)人的說(shuō)話聲音。二、波的干涉水波的干涉實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果：兩列波相遇后，在振動(dòng)著的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來(lái)的相對(duì)

3、平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開(kāi)。1、定義：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開(kāi)的現(xiàn)象叫做波的干涉。2、干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣波的干涉(interference)1、干涉現(xiàn)象——頻率相同的兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)在空間上出現(xiàn)穩(wěn)定的周期性的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。1)頻率相同；2)振動(dòng)方向相同；3)同相或相位差恒定。滿足上述三條件的波稱為相干波，其波源稱為相干波源。2、相干波條件波的干涉(interfer

4、ence)特征——振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域總是加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域總是減弱。把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來(lái)，就是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來(lái)，就是振動(dòng)減弱區(qū)，且振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互間隔著出現(xiàn)的。波的干涉(interference)加強(qiáng)減弱為什么兩列波相遇時(shí)能出現(xiàn)振動(dòng)始終加強(qiáng)的區(qū)域呢？如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，就變成波谷和波谷相遇。波峰和波峰、波谷和波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移都是最大，等于這兩列波的振幅之和，因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)

5、的振動(dòng)最激烈。思考與討論為什么兩列波相遇時(shí)能出現(xiàn)振動(dòng)始終減弱的區(qū)域呢？如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)思考與討論兩列波引起的振動(dòng)始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于零，水面保持平靜。形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件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)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，形成穩(wěn)定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件，產(chǎn)生穩(wěn)定明顯的干涉圖樣的條件是兩列波的頻率相同，相位差恒定，且振幅相差不多。

6、注意：波的干涉是波的疊加的特殊情形，一切波都能發(fā)生干涉，干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象。振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域始終加強(qiáng)是不是指該處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移總是為最大值？振動(dòng)減弱的區(qū)域始終減弱是不是指該處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移總是為最小值？結(jié)論：振動(dòng)加強(qiáng)（或減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅達(dá)最大值（或最小值），而不是指振動(dòng)的位移，因?yàn)椴还苁羌訌?qiáng)區(qū)還是減弱區(qū)，質(zhì)點(diǎn)都在作振動(dòng)，它們的位移是時(shí)刻在變化的。思考與討論試從水波的干涉圖樣中分析出各加強(qiáng)區(qū)處的任一質(zhì)點(diǎn)到兩波源之間的距離存在什么規(guī)律？減弱區(qū)呢？思考與討論1、若P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)：假設(shè)在兩列波的

7、疊加區(qū)域有一個(gè)P點(diǎn)，它到兩列波源的距離分別為S1、S2，兩列波的波長(zhǎng)為λ，則有（n=0,1,2,……）則有P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍。2、若P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)：則有P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。（n=0,1,2,……）波的干涉生活實(shí)例：聲波的干涉——操場(chǎng)上裝有很多個(gè)相同的揚(yáng)聲器，當(dāng)它們同時(shí)發(fā)聲時(shí)，若繞操場(chǎng)一周，將會(huì)聽(tīng)到某些地方聲音加強(qiáng)，某些地方聲音減弱。生活中波的干涉實(shí)例5、下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說(shuō)法中正確的是（）A、相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的

8、一列波將加強(qiáng)B、相遇后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同C、在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和D、幾個(gè)人在同一房間說(shuō)話，相互聽(tīng)得清楚，這說(shuō)明聲波在相遇時(shí)互不干擾BCD課堂練習(xí)6、兩列波發(fā)生了干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣，則（）A、振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)，始終處于最大位移處B、振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移，有時(shí)會(huì)小于振動(dòng)削弱的質(zhì)點(diǎn)的位移C、波峰與波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)始終加強(qiáng)D、波峰與波谷相遇處