1、7.3 波的干涉波的干涉 衍射衍射一一.波的独立传播原理：波的独立传播原理：在同一介质中传播的几列波相遇时，每一列波都能保持自身的在同一介质中传播的几列波相遇时，每一列波都能保持自身的频率，波长，振动方向和传播方向不发生变化，这个现象叫波频率，波长，振动方向和传播方向不发生变化，这个现象叫波的独立传播原理的独立传播原理.二二.波的叠加原理波的叠加原理：在两列波重叠的区域里，任一时刻介质中某一质点的位移，等于在两列波重叠的区域里，任一时刻介质中某一质点的位移，等于这两列波单独传播到该点时引起的位移矢量和，这叫做波的叠加这两列波单独传播到该点时引起的位移矢量和，这叫做波的叠加原理。原理。三三.波的
2、干涉波的干涉：频率相同的波，叠加时形成的某些区域的振动始终加强，另一些频率相同的波，叠加时形成的某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫波的干涉这种现象叫波的干涉,形成的图样叫干涉图样。形成的图样叫干涉图样。产生稳定干涉现象的条件：两列波的频率相同，相差恒定。产生稳定干涉现象的条件：两列波的频率相同，相差恒定。（相干波源）（相干波源）观察区域质点振动加强或减弱的条件：观察区域质点振动加强或减弱的条件：四四.波的衍射：波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的波可以绕过障碍物继
3、续传播的现象叫波的衍射。衍射。能够发生能够发生明显明显衍射现象的条件是：缝或孔的宽度或障碍物的衍射现象的条件是：缝或孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小，或跟波长相差不多。尺寸比波长小，或跟波长相差不多。“隔墙有耳隔墙有耳”属于什么现象属于什么现象?五五.超声波及其应用超声波及其应用超声波的两大特点超声波的两大特点:能量大能量大,沿直线传播沿直线传播.1.超声波加湿器超声波加湿器,药物雾化药物雾化,击碎结石击碎结石,B超超2.探测金属探测金属,陶瓷陶瓷,混凝土制品混凝土制品(气泡气泡,空洞空洞,裂纹裂纹)3.蝙蝠蝙蝠,海豚海豚(声纳声纳)-动物仿生学动物仿生学六六.多普勒效应多普勒效应例例1:下列说
4、法正确的有下列说法正确的有:A.孔的尺寸比波长大的多时不会发生衍射现象孔的尺寸比波长大的多时不会发生衍射现象B.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象孔的尺寸比波长小才发生衍射现象C.只有孔的尺寸和波长相差不多或比波长小时只有孔的尺寸和波长相差不多或比波长小时,才能观察到才能观察到 明显的衍射现象明显的衍射现象D.只有波才有衍射现象只有波才有衍射现象CD例例2:关于波的干涉和衍射关于波的干涉和衍射,下列说法正确的是下列说法正确的是:A.有的波能产生干涉现象有的波能产生干涉现象,有的波能产生衍射现象有的波能产生衍射现象B.产生干涉现象的必要条件之一产生干涉现象的必要条件之一,就是两列波的频率相同就是两列
5、波的频率相同C.波产生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差波产生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差 不多或小的多不多或小的多D.在干涉图样中在干涉图样中,振动加强区域的质点振动加强区域的质点,其位移始终保持最大其位移始终保持最大,振动振动 减弱区域的质点减弱区域的质点,其位移始终为零其位移始终为零B例例3:在水面上有两个振幅和频率相同的波源在水面上有两个振幅和频率相同的波源,开始起振时开始起振时,两波源两波源的振动方向相反的振动方向相反,在两波源连线中垂线上有在两波源连线中垂线上有a,b,c三点三点,经过一段经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域时间这三点都处于两列波的
6、叠加区域,则则:A.a是振动加强点是振动加强点,c是振动减弱点是振动减弱点B.a,c是振动加强点是振动加强点,b是振动减弱点是振动减弱点C.a,c此时刻振动加强此时刻振动加强,经过一段时间后变为振动减弱点经过一段时间后变为振动减弱点,而而b可能可能 变为振动加强点变为振动加强点D.a,b,c三点都是振动减弱点三点都是振动减弱点D例：有一挂钟，其摆锤的振动可以看成是单摆，正常运动时，例：有一挂钟，其摆锤的振动可以看成是单摆，正常运动时，摆动周期是摆动周期是2秒，现因调整不当使该钟每天快秒，现因调整不当使该钟每天快3分钟，试求其分钟，试求其摆长比正常摆长缩短了多少（摆长比正常摆长缩短了多少（g9.
7、8m/s2）摆钟的表现时间与振动次数成正比（由钟的机械结构决定），摆钟的表现时间与振动次数成正比（由钟的机械结构决定），而每振动一次，钟面的指示时间相同。而每振动一次，钟面的指示时间相同。例：在北京和上海的重力加速度约为例：在北京和上海的重力加速度约为9.801m/s2和和9.795m/s2，把把在北京周期为在北京周期为2秒的准确的摆钟拿到上海，它是快了还是慢了？秒的准确的摆钟拿到上海，它是快了还是慢了？一昼夜差多少秒？怎么样调整？一昼夜差多少秒？怎么样调整？解析：变慢了。由于重力加速度的差异，摆钟在上海的周期解析：变慢了。由于重力加速度的差异，摆钟在上海的周期T2 大于摆钟在北京的周期大于摆
8、钟在北京的周期T1，由于周期变大，摆钟在一昼由于周期变大，摆钟在一昼 夜内的振动次数减少，钟就变慢了。夜内的振动次数减少，钟就变慢了。例：某一时刻正弦横波图象如图所示，已知此横波沿例：某一时刻正弦横波图象如图所示，已知此横波沿x轴正方轴正方向传播，周期为向传播，周期为T，a、b、c是此时刻横波上是此时刻横波上3个质点的位置，个质点的位置，那么从此时刻开始经过时间那么从此时刻开始经过时间t（tT）（A）a、b两点的位移不可能相同，两点的位移不可能相同，（B）a、c两点的位移可能大小相等方向相反，两点的位移可能大小相等方向相反，（C）a、c两点的位移可能相同，速度方向相反，两点的位移可能相同，速度
9、方向相反，（D）a、b两点的位移可能相同，速度方向相反。两点的位移可能相同，速度方向相反。y a bo x cBCD例：有两颗行星例：有两颗行星A，B，在这两个行星表面附近各有一颗卫星。若在这两个行星表面附近各有一颗卫星。若这两颗卫星运动的周期相等，则（这两颗卫星运动的周期相等，则（）A.两颗卫星的角速度，线速度一定分别相等。两颗卫星的角速度，线速度一定分别相等。B.行星行星A，B表面重力加速度与它们的半径成反比。表面重力加速度与它们的半径成反比。C.行星行星A，B的质量和半径一定分别相等。的质量和半径一定分别相等。D.行星行星A，B的密度一定相等。的密度一定相等。D例：一个质点在平衡位置例：
10、一个质点在平衡位置O点的附近做简谐运动，某时刻经过点的附近做简谐运动，某时刻经过O点后经过点后经过3s时间第一次经过时间第一次经过M点，再经过点，再经过2s第二次经过第二次经过M点。该点。该质点再经过质点再经过？s第三次经过第三次经过M点。若该质点由点。若该质点由O点出发后在点出发后在20s内经过的路程是内经过的路程是20cm，则质点振动的振幅为多少？则质点振动的振幅为多少？14s或或10/3s,4cm或或4/3cm例：一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次经过例：一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次经过A，B两两点，历时点，历时1s，质点通过质点通过B点后再经过点后再经过1s又第二次通过又
11、第二次通过B点，在这点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为两秒钟内，质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振则质点的振动周期和振幅分别为：幅分别为：T？A？T4s A6cm或或T4s/3，A2cm例：如果沿地球的直径挖一条隧道，求物体从此隧道一端自由例：如果沿地球的直径挖一条隧道，求物体从此隧道一端自由释放到达另外一端所需要的时间。设地球是一个密度均匀的球体释放到达另外一端所需要的时间。设地球是一个密度均匀的球体其半径为其半径为R，不考虑阻力。不考虑阻力。Rg例：关于地球同步卫星，下列说法正确的是：例：关于地球同步卫星，下列说法正确的是：A.它一定在赤道上空运行。它一定在赤道上空运行。B
12、.它们有相同的轨道半径和运行速率。它们有相同的轨道半径和运行速率。C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度。它运行的线速度一定小于第一宇宙速度。D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度。它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度。ABC例：如图，例：如图，A、B两行星以不同半径、相同方向绕一恒星作匀速两行星以不同半径、相同方向绕一恒星作匀速圆周运动，圆周运动，A行星的周期为行星的周期为T1，B行星的周期为行星的周期为T2，若某一时刻若某一时刻两行星相距最近，则两行星相距最近，则：A BA）再经过时间再经过时间T1 T2两行星相距最近两行星相距最近B）再经过时间再经过时间T1 T2（T2T1）两行星相距最近两行星相距最近C）再经过时间再经过时间2T1 T2（T2T1）两行星相距最远两行星相距最远D）再经过时间再经过时间T1 T22（T2T1）两行星相距最远两行星相距最远 ABD例：如图所示，质点例：如图所示，质点O从从t0时刻开始作简谐运动，图中时刻开始作简谐运动，图中Ox代表一弹性绳，代表一弹性绳，OA14m，AB=BC10m。在第在第2秒内秒内A比比B多振动多振动2次，次，B比比C多振动多振动5次。第次。第2秒末，波已经过秒末，波已经过C点，则点，则波中质点的振动频率是波中质点的振动频率是？Hz，绳子上的波速是绳子上的波速是？10 20m/s
