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《波的干涉和衍射》PPT課件

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《波的干涉和衍射》PPT課件

波的干涉和衍射干 涉 圖 樣 1、 波 在 疊 加 時 的 特 點1 21 212實際波型 12 12( 2) 相 遇 后 , 各 列 波 獨 立 傳 播( 1) 相 遇 時 , 位 移 是 兩 列 波 分 別 產 生的 位 移 的 矢 量 和 。 2、 波 疊 加 原 理 :幾 列 波 相 遇 后 能 夠 保 持 各 自 的 運 動 狀 態(tài) 繼續(xù) 傳 播 , 在 它 們 重 疊 的 區(qū) 域 里 , 介 質 的 質點 同 時 參 與 這 幾 列 波 所 產 生 的 振 動 , 質 點振 動 的 位 移 等 于 這 幾 列 波 單 獨 傳 播 時 引 起的 位 移 的 矢 量 和 波 的 獨 立 性 原 理3、 波 的 獨 立 性 原 理 兩 列 波 相 遇 后 , 彼 此 穿 過 , 繼 續(xù) 傳 播 ,波的 形 狀 和 傳 播 的 情 形 都 跟 相 遇 前 一 樣 , 也就 是 說 , 相 遇 后 , 它 們 都 保 持 各 自 的 運 動狀 態(tài) , 彼 此 都 沒 有 受 到 影 響 二 、 波 的 干 涉 頻 率 相 同 的 兩 列 波 段 疊 加 , 使 某 些 區(qū)域 的 振 動 加 強 , 有 些 區(qū) 域 的 振 動 減 弱 , 并且 振 動 加 強 和 振 動 減 弱 的 區(qū) 域 相 互 間 隔 ,這 種 現 象 叫 做 波 的 干 涉 , 形 成 的 圖 樣 叫 做波 的 干 涉 圖 樣 。 波 的 干 涉1、 波 的 干 涉 兩 列 波 相 遇 疊 加 不 一 定 能 得 到 穩(wěn) 定的 干 涉 圖 樣 而 要 產 生 穩(wěn) 定 的 干 涉 現 象形 成 穩(wěn) 定 的 干 涉 圖 樣 , 則 需 要 滿 足 一 定的 條 件 產 生 干 涉 的 條 件 : 兩 列 波 的 頻 率 必須 相 同 一 切 波 ( 只 要 滿 足 條 件 ) 都 能 發(fā)生 干 涉 現 象 , 干 涉 是 波 特 有 的 現 象 2、 產 生 波 的 干 涉 的 條 件 到 兩 波 源 的 路 程 差 ( 波 程 差 ) s滿 足 :若 兩 波 源 振 動 情 況 完 全 相 同到 兩 波 源 的 路 程 差 ( 波 程 差 ) s滿 足 :若 兩 波 源 振 動 情 況 完 全 相 反 加 強 S n 減 弱 S ( 2n 1) 2 減 弱 S n 加 強 S ( 2n 1) 2( n 0、 1、 2、 3 )3、 波 的 干 涉 規(guī) 律 如 果 在 某 一 時 刻 , 在 水 面 上 的 某 一 點 是 兩 列 波 的 波峰 和 波 谷 相 遇 , 經 過 半 個 周 期 , 就 變 成 波 谷 和 波 峰相 遇 , 在 這 一 點 , 兩 列 波 引 起 的 振 動 始 終 是 減 弱 的 ,質 點 振 動 的 振 幅 等 于 兩 列 波 的 振 幅 之 差 , 如 果 兩 列波 的 振 幅 相 同 , 質 點 振 動 的 振 幅 就 等 于 零 , 水 面 保持 平 靜 4、 對 波 的 干 涉的 解 釋 如 果 在 某 一 時 刻 , 在 水 面 上 的 某 一 點 是 兩 列 波 的波 峰 和 波 峰 相 遇 , 經 過 半 個 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 , 質 點 的 位 移 最 大 , 等 于 兩 列 波 的 振 幅 之 和 ;因 此 在 這 一 點 , 始 終 是 兩 列 波 干 涉 的 加 強 點 ,質 點 的 振 動 最 激 烈 . w 把 相 應 的 振 動 最 激 烈 的 質 點 連 起 來 , 為 振 動 加 強 區(qū) ;相 應 的 振 動 最 不 激 烈 或 靜 止 的 質 點 連 起 來 , 為 振 動 減弱 區(qū) 振 動 加 強 區(qū) 和 振 動 減 弱 區(qū) 是 相 互 隔 開 的 注 意 :( 1) 振 動 加 強 的 區(qū)域 振 動 始 終 加 強 , 振動 減 弱 的 區(qū) 域 振 動 始終 減 弱 ( 2) 振 動 加 強 ( 減弱 ) 的 區(qū) 域 是 指 質 點的 振 幅 大 ( 小 ) , 而不 是 指 振 動 的 位 移 大( 小 ) , 因 為 位 移 是在 時 刻 變 化 的 三 、 波 的 衍 射現 象 : 水 波 繞 過 小 孔 繼 續(xù) 傳 播 1. 波 的 衍 射 : 波 可 以 繞 過 障 礙 物 繼 續(xù)傳 播 的 現 象 叫 做 波 的 衍 射 2. 一 切 波 都 能 發(fā) 生 衍 射 3. 衍 射 是 波 特 有 的 現 象 小 孔 衍 射 障 礙 物 衍 射 結 論 :w窄 縫 寬 度 跟 波 長 相 差 不 多 時 , 有 明顯 的 衍 射 現 象 ;w窄 縫 寬 度 比 波 長 大 得 越 多 , 衍 射 現象 越 不 明 顯 ;w窄 縫 寬 度 跟 波 長 相 比 非 常 大 時 , 水波 將 直 線 傳 播 , 觀 察 不 到 衍 射 現象 發(fā) 生 明 顯 衍 射 現 象 的 條 件 : w 只 有 縫 、 孔 的 寬 度 或 障 礙 物 的 尺 寸 跟 波 長相 差 不 多 , 或 者 比 波 長 更 小 時 , 才 能 觀 察到 明 顯 的 衍 射 現 象 w 注 意 : 一 切 波 都 能 發(fā) 生 衍 射 , 而 要 發(fā) 生 明顯 的 衍 射 現 象 須 滿 足 上 述 條 件 , 當 不 滿 足上 述 條 件 時 , 衍 射 現 象 仍 存 在 , 只 不 過 是衍 射 現 象 不 明 顯 , 不 易 被 我 們 觀 察 到 現 象 :干 涉 和 衍 射 是 一 切 波 所 特 有 的 現 象條 件 : 兩 列 波 頻 率 相 同波 的 疊 加 原 理 :規(guī) 律 減 弱 加 強 S n S ( 2n 1) 2( n 0、 1、 2、 3 )小 結 波 的 干 涉波 的 衍 射 小 孔 或 障 礙 物 的 尺 寸 小 于 或 等 于波 長 時 能 發(fā) 生 明 顯 的 衍 射 現 象 練 習 : 如 圖 所 示 兩 個 頻 率 與 相 位 、 振 幅 均 相 同 的 波的 干 涉 圖 樣 中 , 實 線 表 示 波 峰 , 虛 線 表 示 波 谷 , 對 疊加 的 結 果 正 確 的 描 述 是 ( )A 在 A點 出 現 波 峰 后 , 經 過 半 個 周 期 該 點 還 是 波 峰B B點 在 干 涉 過 程 中 振 幅 始 終 為 零C 兩 波 在 B點 路 程 差 是 波 長 的 整 數 倍D 當 C點 為 波 谷 時 , 經 過 一 個 周 期 此 點 出 現 波 峰BS1 S2AB D C 練 習 : 水 面 上 有 A、 B兩 個 振 動 情 況 完 全 相 同 的 振 動源 , 在 A、 B連 線 的 中 垂 線 上 有 三 個 點 a、 b、 c, 已知 某 時 a點 是 兩 列 波 波 峰 和 波 峰 相 遇 點 , c點 是 與 a點最 近 的 波 谷 和 波 谷 相 遇 點 , b處 在 a、 c之 間 , 如 下 圖 ,以 下 說 法 正 確 的 是 : ( )A: a振 動 加 強 , c點 振 動 減 弱B: a、 c點 振 動 加 強 , b點 振 動 減 弱C: a、 b、 c點 振 動 都 加 強D: a、 c點 振 動 加 強 , b點 振 動 不 確 定 A Ba bcC

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