124波的衍射和干涉

3．波的干涉 (1)定义：_频__率___相同的两列波叠加时，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： __频__率__相同、相位差恒定是两 列波产生干涉的必要条件．

核心要点突破
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． 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dλ，比值越小，衍射现象相对越明显． 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．
图12－4－1

科目一考试 http://km1.jsyst.cn/ 2016年科目一模 拟考试题
科目二考试 http://km2.jsyst.cn 2016年科目二考试技巧、 考试内容、考试视频

三、波的干涉
1．实验及现象 (1)实验：波源是固定在同一个振动片上的两根细 杆，当振动片振动时，两根细杆_周__期__性___地触动 水面，形成两个波源，这两个波源发出的是相位 相同、_频__率___相同、__振__动__方__向__也相同的两列波. (2) 现 象 ： 两 列 波 相 遇 后 ， 水 面 上 出 现 了 一 条 条 _相__对__平__静___的区域和_激__烈__振__动___的区域，这两种 区域在水面上的位置是_稳__定__不__变___的．

特别提醒：(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．

即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．下列说法中正确的是( ) A．孔的尺寸比波长大得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 C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小 时，才能观察到明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象

(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 (1wk.baidu.com干涉图样：如图12－4－2所示．
图12－4－3

A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．移动N使狭缝的间距增大 D．移动N使狭缝的间距减小 【精讲精析】 使孔满足明显衍射的条件即可， 或将孔变小，或将波长变大，B、D正确． 【答案】 BD

【题后反思】 波是否能发生明显衍射的条件 是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长差不 多．关键是比较障碍物、孔与波长的尺寸．但 在同一种介质中，波速已经确定，当改变波的 频率时，同时也改变了波长的大小．

2．现象解释 (1)加强点：在某些点两列波引起的振动__同__相__, 质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的 _振__幅__之__和___． (2)减弱点：在某些点两列波引起的振动__反__相__, 质点振动的振幅等于两列波的_振__幅__之__差___，若两 列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，水 面保持平静．

(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． (2)Δx＝(2n＋1)2λ(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． 若两波源的振动步调相反，则上述结论相反．

即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2．两列波相叠加发生了稳定的干涉现象，那么 () A．两列波的频率不一定相同 B．振动加强区域的各质点都在波峰上 C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始 终减弱 D．振动加强的区域和振动减弱的区域不断地周期 性地交换位置

解析：选C.两列波发生稳定的干涉的条件是两列 波的频率相同且相位差恒定，故A错；且振动加强 区始终加强，振动减弱区始终减弱，形成稳定的 干涉图样，C对D错；振动加强区域的各质点只是 振幅最大，它们也在自己的平衡位置附近振动， 并不是只在波峰上，B错．

课堂互动讲练
类型一 明显衍射的条件 例1 如图12－4－3所示中S为在水面上振动的波 源,M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移 动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动, 为使A处水也能发生振动,可采用的方法是( )
图12－4－2

(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|

解析：选CD.波绕过障碍物的现象称为波的衍射现 象，发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波 长差不多或者比波长更小．孔径大并不是不发生 衍射，只是更突出原波的传播，波面只有边缘有 变化．换句话说，波的衍射现象不明显，所以A、 B项错，C项正确．衍射现象是波的特有的现象， 所以D项正确．

二、对波的干涉现象的理解 1．波的叠加 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．波的干涉 (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．
二、波的叠加 1．波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然 _保__持___各自的_运__动__状__态___，继续传播． 2．波的叠加：在它们重叠的区域里，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，如图12 －4－1所示．