2017-2018学年人教版选修3-4 第十二章 4波的衍射和干涉 学案
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课堂探究

  一、波的衍射现象

  1.定义:波绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。

  (1)衍射是波特有的现象。

  (2)一切波都能发生衍射现象,只是有的明显,有的不明显。

  (3)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。

  (4)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。

  2.产生明显衍射现象的条件

  只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。

  (1)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件。一般情况下,波长较长的波容易产生显著的衍射现象。

  (2)波传到孔或障碍物时,孔或障碍物仿佛一个新的波源,由它发出的与原来同频率的波(称为子波)在孔或障碍物后传播,于是,就出现了偏离直线传播的衍射现象。

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

  

  判断一些熟悉的现象是否是波的衍射现象,首先要看现象中是否有波,其次是看波从波源传出后是否偏离了直线传播,即是否"拐弯",都符合时即为波的衍射现象。

  二、对波的干涉现象的理解

  1.波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。

  2.稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列波的频率相同、相位差恒定,如果两列波的频率不相等,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果都不相同,看不到稳定干涉图样。

  3.明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的,明显的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。

  4.应该明确波的干涉条件中所指"振动加强的点到两波源的距离等于波长的整数倍"这一结论是有条件的,条件是:两波源的振动情况完全相同--即两波源位置固定,振动方向平行,步调完全一致。

  5.振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可为0),但其位移随时间发生变化。

6.振动加强的点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波谷,它们都在平衡位置附近振动,有的时刻位移为零。只是振幅为两列波振幅之和,显得振动剧烈。