3.3 波的干涉和衍射 课件(共42张PPT) -高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第三章 机械波 第三节 波的干涉和衍射 新课导入 几列在水面上传播的波相遇时，波形会发生变化，有时几乎很难辨别出它们原来的形态。然后，这些波一旦脱离接触，又会恢复原来的形态。为什么会产生这样的现象？ 水波相遇 1.了解波的叠加原理、掌握波的干涉现象及产生的条件 2.知道波的衍射现象和发生明显衍射的条件 3.能根据波的干涉条件、发生明显衍射的条件解释相关现象 学习目标 波的叠加原理 迷你实验 两位同学分别握着长绳的一端上下抖动，使长绳产生两列相向传播的波。仔细观察两列波相遇时和相遇后各自的运动。 新课讲解 波的叠加原理 由实验看出，两列波相遇时，波形会发生变化；相遇后，这两列波又保持原来各自的形态继续传播(图3-29)。 基于大量实验研究得出 几列波相遇后，保持各自原有的运动特征（独立性，频率、周期、波速、波长）均不发生任何变化 新课讲解 波传播的独立性： 两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰。 波的叠加性： 在相遇重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，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。 波的叠加原理 小试牛刀 (1)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。(　　) (2)两列波叠加时，质点的位移一定增大。(　　) (3)只有频率相同的两列波才可以叠加。(　　) (4)两列波相遇后各自的传播特点不会受到影响。(　　) × √ × × 波的干涉现象 情境导入 两列周期性的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？ 实验探究 水波的干涉现象 图3-30是一个水波槽，在振动棒上固定两个小球，让小球刚刚接触到水波槽内的水面。当振动棒带动两个小球振动时，会产生振动方向、振动频率都相同的两列水波。观察这两列波叠加时的现象。 点击播放视频 实验探究 水波的干涉现象 新课讲解 两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律 新课讲解 1.波的干涉的定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相 间隔 、稳定分布的现象，称为波的干涉，形成的图样称为干涉图样。 2.产生干涉的条件： 频率 和 振动方向 相同的波。 新课讲解 M P 图中蓝色点P，在这一时刻，P点处波峰与波谷相遇，位移最小，那么再经过半个周期后，波谷与波峰再次相遇，位移仍然最小，也就是说着两个波源在P点处引起的振动始终相反，所以P点的位移始终最小。 图中红色点M的振动始终是加强的 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。 新课讲解 新课讲解 ①把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区. ②相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区. ③振动加强区和振动减弱区是相互隔开的. 想一想 图中表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，此时M点是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。 (1)半个周期后，图中六个点中，哪些点具有最大正向位移？哪些点具有负向最大位移？哪些点比较“平静”？ 半个周期后，K、P点具有正向最大位移，M、Q具有负向最大位移，H、N点比较“平静”。 想一想 (2)随着时间的推移，原来M点这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？ 凸起的最高点由M向P移动，M点并不随波迁移，而只在垂直于纸面的方向上运动。 (3)由图中时刻经过 时，M质点的位移有什么特点？ 位移为0 波的衍射现象 情境导入 图3-34 为水波通过蓄水池入口时产生衍射的情景。水波通过桥洞时发生衍射，会绕过 ... ...