12-4波的衍射和干涉

3—4 第十二章 机械波

编写时间 年 月 日 / 执行时间 年 月 日 / 总序第 个教案

课 题 教 学 目 标 重点 难点 教学策略 第4节 波的衍射和干涉 共 1 课时 课 型 新授课 ①通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征 ②知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件 ③知道衍射现象是波特有现象 ④了解波的叠加原理 ⑤通过实验，认识波的干涉现象和波的干涉图样 ⑥知道波发生明显干涉现象的必要条件 ⑦知道干涉现象是波所特有的现象 波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件 对产生明显衍射现象的条件的理解、对稳定的波的干涉图样的理解 实验演示、flash演示、探讨、讲授、练习 教学活动 一、波的衍射

1、定义：波绕过障碍物继续传播的现象。

2、发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。 3、对衍射现象的解释

（1）障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射是否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象．

d

（2）衍射是否明显,通常的衡量就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值，比值越小，衍射现

λ象相对越明显．

（3）当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到．

①衍射是波特有的现象，凡能发生衍射现象的一定是波．

②波的衍射总是存在的,只有明显与不明显之别，没有不发生衍射之说． 二、波的叠加

1、定义：几列波在某一区域里重叠在一起。 2、特点：

（1）独立传播性：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播。

（2）位移叠加的矢量性：在他们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，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。 （3）叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加． 三、波的干涉

1、定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小的现象。 2、干涉图样：波的干涉中所形成的图样。

3、干涉条件：（1）频率相同 （2）相位差必须保持不变

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3—4 第十二章 机械波

4、一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象 5、对波的干涉现象的理解 (1)稳定干涉

稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波,并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象． (2)明显干涉

明显干涉图样和稳定干涉图样意义是不同的，明显干涉图样除了满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大．振幅越是接近，干涉图样越明显． （3）介质质点的振动

干涉区域内的各质点始终以振源的频率振动，且振幅保持不变，但其位移随时间变化(振幅为0的减弱点除外)． （4）干涉图样及其特征

(1)干涉图样：如图12－4－2所示．

(2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变． ②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)． ③加强区与减弱区互相间隔． （5）“加强点”与“减弱点”的判定方法

设S1、S2为振动频率相同、振动情况完全相同的两个波源，它们产生的两列波在同一均匀介质中传播．介质中某点P到S1、S2的距离分别为PS1、PS2，距离差Δx＝|PS1－PS2| (1)Δx＝nλ(n＝0,1,2…)，即距离差为波长的整数倍时，P点为振动加强点．

λ

(2)Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2…)，即距离差为半波长的奇数倍时，P点为振动减弱点．

2若两波源的振动步调相反，则上述结论相反． 四、小结

波的衍射：波绕过障碍物继续向前传播的现象。

波的干涉：频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱区互相互隔开 衍射和干涉是波特有的现象。

明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小，才能观察到明显的衍射现象。即S障≤λ波

明显干涉现象的条件：1.两列波的频率相同 2.两列波的起振方向相同

课后反思:

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