江西修水一中高中物理《波得干涉》課件選修三波的干涉

第十章 機(jī) 械 波六、波六、波 的的 干干 涉涉一、波的疊加 點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫演示點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫演示由此可知： 兩列波相遇后，彼此穿過，兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也的情形都跟相遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保就是說，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒有受到影響沒有受到影響 波疊加原理： 幾列波在同一介質(zhì)中傳播，在介質(zhì)中某一點(diǎn)（或某一幾列波在同一介質(zhì)中傳播，在介質(zhì)中某一點(diǎn)（或某一區(qū)域）相遇時(shí)，每一列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)區(qū)域）相遇時(shí)，每一列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)沿著原來的方向向前傳播，彼此之間互不影響，好像沿著原來的方向向前傳播，彼此之間互不影響，好像沒有遇到另一列波一樣，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)沒有遇到另一列波一樣，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(chǎn)生的振動(dòng)，每一質(zhì)點(diǎn)仍的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(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等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和二、波的干涉 點(diǎn)擊下圖看水波的干涉點(diǎn)擊下圖看水波的干涉由此可知： 這兩列波相遇后，在振動(dòng)著的水面上，出現(xiàn)了這兩列波相遇后，在振動(dòng)著的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來的相對平靜的一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來的相對平靜的區(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，而且相互隔開的位置是固定的，而且相互隔開1、波的干涉 波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)波的干涉：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)域相互隔開的現(xiàn)象叫做動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉波的干涉 干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉干涉圖樣圖樣（如上頁圖）（如上頁圖）2、干涉的解釋如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的如果在某一時(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)過半個(gè)周期，就變成波谷和波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個(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)波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；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)的振這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)最激烈動(dòng)最激烈. . 如果在某一時(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波如果在某一時(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)過半個(gè)周期，就變成波谷和波峰峰和波谷相遇，經(jīng)過半個(gè)周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動(dòng)始終是減弱的，相遇，在這一點(diǎn)，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，水面保持平靜持平靜 把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(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，為振動(dòng)減相應(yīng)的振動(dòng)最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)減弱區(qū)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互隔開的弱區(qū)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)是相互隔開的 注意注意：（1）振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)）振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱終減弱（2）振動(dòng)加強(qiáng)（減）振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（小），而的振幅大（?。皇侵刚駝?dòng)的位移大不是指振動(dòng)的位移大（?。?yàn)槲灰剖牵ㄐ。?，因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的在時(shí)刻變化的3、產(chǎn)生干涉的條件 兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖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涉圖樣，則需要滿足一定的條件 產(chǎn)生干涉的條件：產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的兩列波的頻率頻率必須相同必須相同 4、 對振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)對振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng) 減弱區(qū)的判斷減弱區(qū)的判斷：對教材對教材P16頁圖頁圖1030中振動(dòng)振動(dòng)加強(qiáng)中振動(dòng)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)或振動(dòng)減弱區(qū)中各點(diǎn)相對兩列波的波區(qū)或振動(dòng)減弱區(qū)中各點(diǎn)相對兩列波的波源的位置進(jìn)行分析，是否有共同之處。源的位置進(jìn)行分析，是否有共同之處。振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位置：振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位置：假設(shè)在兩列波的疊加區(qū)域有一個(gè)假設(shè)在兩列波的疊加區(qū)域有一個(gè)P點(diǎn)，它點(diǎn)，它到兩列波源的距離分別為到兩列波源的距離分別為S1、S2，兩列波，兩列波的波長為的波長為。2212s-sn（n = 0,1,2,3,4 ）P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波長的整數(shù)倍，半個(gè)波長的長的整數(shù)倍，半個(gè)波長的偶數(shù)偶數(shù)倍。倍。二二 波的干涉波的干涉P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于半點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于半個(gè)波長的個(gè)波長的奇數(shù)奇數(shù)倍。倍。振動(dòng)減弱點(diǎn)的位置：振動(dòng)減弱點(diǎn)的位置：22112s-sn（n = 0,1,2,3,4 ）三三 、波的特有現(xiàn)象、波的特有現(xiàn)象聲波、聲波、 水波水波 、光波都能發(fā)生、光波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。干涉和衍射現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)：聲波也能發(fā)生干涉實(shí)驗(yàn)：聲波也能發(fā)生干涉一切波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。一切波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。干涉和衍射是干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波特有的現(xiàn)象。四四 、 練習(xí)練習(xí)1 當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在波峰在P點(diǎn)相遇，下列說法正確的有：點(diǎn)相遇，下列說法正確的有： A 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的 B 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大的振幅最大 C 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大的位移始終最大 D 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)候?yàn)榱恪５奈灰朴袝r(shí)候?yàn)榱?。答案答?A B D2 在同一均勻介質(zhì)中有在同一均勻介質(zhì)中有S1、S2兩個(gè)波源，這兩兩個(gè)波源，這兩個(gè)波源的頻率相同。個(gè)波源的頻率相同。S1、S2相距兩個(gè)波長，相距兩個(gè)波長，B點(diǎn)為點(diǎn)為S1、S2直線的中點(diǎn)，今以直線的中點(diǎn)，今以B為圓心以為圓心以R為半徑畫圓，問在該圓周為半徑畫圓，問在該圓周 上（上（S1、S2兩點(diǎn)除外）共兩點(diǎn)除外）共 有幾個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。有幾個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。 答案答案 6個(gè)個(gè)S2S1BS2S1BA解：設(shè)解：設(shè)A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng) 點(diǎn)，則有點(diǎn)，則有 |S1AS2A|n由圖中可知：由圖中可知：n0或或n1五五 作業(yè)作業(yè) 導(dǎo)與練相應(yīng)練習(xí)導(dǎo)與練相應(yīng)練習(xí)