第1节　机械波的衍射和干涉.ppt

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1、导入新课肥皂泡光盘为什么它们表面会有彩色图样呢？为了研究光波，我们先来认识机械波。第三章光的干涉、衍射和偏振3.1机械波的衍射和干涉1.知识与能力知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象；知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道干涉现象的特点。知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。教学目标2.过程与方法学会从物理现象分析机械波产生的条件；会判断具体问题中波的参数。3.情感态度与价值观体会科学探究中波的产生理念，领悟用波的参数解决问题的优点，形成科学的价值观。1．重点波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。教学重难点2．难点

2、对稳定的波的干涉图样的理解。1.机械波的产生2.横波和纵波3.波长、频率和波速4.波的衍射5.波的干涉本节导航探究1.机械波的产生向平静的水面投一粒石子，水面受到石子的打击上下振动。为什么水面的振动会向四周传播形成水波呢？这是因为水起到了把振动传播出去的媒介物——介质的作用。水面的这种振动属于机械振动。机械振动在介质中传播，就形成了机械波。名词解释大家做取一根较长的软绳，用手握住绳的一端，拉平后向上抖动一次，可以看到在绳上形成一个凸起状态，并向另一端传去。向下抖动一次，可以看到在绳上形成一个凹下状态，并向另一端传去。持续地上下抖动，可以看到一列凸凹相间的状态向另一端传

3、去，在绳上形成一列波。2.横波和纵波绳上各点上下振动，波向右前进，振动方向与波的前进方向相互垂直，这样的波称为横波。横波的特征是凸凹相同，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫波谷。波谷波峰将一根很长的螺旋弹簧放在光滑的水平面上，并将一端固定，用手推、拉弹簧，弹簧上便出现疏密相间的状态并不断向另一端传播。结论弹簧上各点左右振动，波向右前进，振动的方向与波前进的方向在同一直线上，这样的波称为纵波。声波就是纵波3.波长、频率和波速在波的前进方向上，两个相邻的振动情况完全相同的质点之间的距离叫波长，用希腊字母λ表示。在横波中，两个相邻波峰（或波谷）之间的距离等于一个波长；在纵

4、波中，两个相邻密部（或疏部）之间的距离等于一个波长。波是由振动引起的，波的频率与物体的震动频率相同。波传播时具有一定的速度，波速v与波长λ和频率f的关系为v=λf公式推导对于电磁波，这个公式也是适用的。书店电磁波防盗系统电磁波保健枕电磁波按摩器4.波的衍射想一想在墙的这边说话，墙那边的人也会听见，这是为什么？池塘里面的水波遇到石头、芦苇会继续传播，这又是为什么？这是因为声音能从墙上绕过去，水波也会绕过障碍物继续传播，这种波绕过障碍物传播的现象，叫做波的衍射。名词解释甲乙演示在水波槽里放两块挡板，重甲留一个窄缝。不断缩小窄缝的宽度，观察水波通过窄缝后的传播情况。通过演示

5、可以看到当水波通过较宽的狭缝时，波基本上被限制在波源与窄缝边缘连接的两条直线的范围内，障碍物后面出现波的“阴影”区（图甲）。这时可以说波沿直线传播。当狭缝宽度跟波长差不多或比波长更小时，在狭缝后面整个区域里传播着以缝为中心的环形波（图乙）。水波可以绕到挡板后面继续传播。通过演示得出的结论只有缝的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，波才能产生明显的衍射现象。发生衍射——缝的宽度≤波长λ5.波的干射观察如果两列波相遇，会出现什么现象呢？相遇演示将两根细金属丝固定在薄钢片上，使两根金属丝刚好接触水面。当钢片上下振动时，金属丝周期性接触水面，就产生了频率和振动方向都

6、相同的两列水波。水波的干涉图样这两列水波相遇后，在它们重叠的区域会出现下面的图样。在振动着的水面上，出现了一条条相对平静的区域和相对激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的。怎样解释该现象呢？强弱用两组同心圆分辨表示从波源S1、S2发出的两列波，实线与虚线间的距离等于半个波长，实线与实线间、虚线与虚线间的距离等于一个波长。某一时刻，在水面上的某一点，如果两列波的波峰与波峰相遇，其振幅等于两列波的振幅之和，经过半个周期，变成波谷与波谷相遇，其振幅也等于两列波的振幅之和，再经过半个周期，又是波峰与波峰相遇······以此类推。强弱这一点的振动始终加强，其振幅为两列

7、波的振幅之和（图中实线上各点都属于这种情况）。同理，某时刻两列波的波峰和波谷相遇的那些点，振动最弱，其振幅等于两列波的振幅之差（图中虚线上各点都属于这种情况）。强弱归纳结论频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，另一些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉，所形成的图样叫做干涉图样。在操场前面相隔不远（例如3m）的地方，放两个同样的扬声器，通过信号发生器让它们发出某一频率（如1000Hz）的声音。全班同学（人数多些更好）在两个扬声器之间离扬声器10m以外的地方自由走动。大家做按声音排队边走边听，在哪里听到的声音最大，就停在那里。同学们排成什么队形？然