§12.4 波的衍射和干涉

如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰 和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇， 在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振 动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅 相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静．
（3）干涉图样： 由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。
注意：
3、障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发 生的条件，仅是发生明显衍射的条件。
4、一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射 现象。 5、波传到小孔（或障碍物）时，小孔或障碍物仿佛 是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔 或障碍物后传播，于是就出现了偏离直线传播方向 的衍射现象。 6、当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出， 但由于能量的减弱，衍射现象不容易观察到。
注：一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉和
衍射一样都是波特有的现象．
练习3
关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正 确的是（） A.任意两列波都能产生稳定干涉现象 B.发生稳定干涉现象的两列波，它们的频 率一定相同 C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷 D.在振动加强的区域，有时质点的位移等 于零
衍射是所有波共有的一种现象，一 切波都能发生衍射．同时，它也是 波所特有的现象
二、发生明显衍射现象的条件
水波的衍射
结论：
窄缝宽度跟波wk.baidu.com相差不多时，有明显的
衍射现象； 窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越 不明显； 窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将 直线传播，观察不到衍射现象．
发生明显衍射现象的条件：
练习：
1、以下关于波的衍射的说法，正确的 是…………………………………………（ ） A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B、当孔的尺寸比波长小，衍射现象明显 C、当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显 D、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生 明显的衍射现象 2、下列现象属于波的衍射现象的 是……………………………………………（ A、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声 B、“空山不见人，但闻人语响” C、“余音绕梁，三日而不绝” D、夏日的雷声有时轰鸣不绝 ）

练习2

2．如图中s1和s2是两个 相干波源,以s1和s2为圆心 的两组同心圆弧分别表示 在同一时刻两列波的波峰 和波谷,实线表示波峰,虚 线表示波谷,a、b、c三点 中,振动加强的点是 ,振 动减弱的点是 ,再过 1/2周期,振动加强的点 是 ,振动减弱的点 是 .
2、产生干涉的条件：
（1）两列波相遇叠加不一定能得到稳 定的干涉图样。而要产生稳定的干涉现 象形成稳定的干涉图样，则需要满足一 定的条件。 （2）产生干涉的条件： 两列波的频率必须相同。
4. 如图是观察水面波衍射的实验装置， AC 和 BD 是两 块挡板，AB是一个孔，O为波源，图中已画出波源所 在区域波的传播情况，每 两条相邻波纹（图中曲线） 之间距离表示一个波长，则 波经过孔之后的传播情况， 下述描述正确的是（ ABC ） A．挡板前后波纹间距离相等 B．此时能明显观察到波的衍射现象 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地 观察衍射现象
（1）振动加强的区域振动始终加强， 振动减弱的区域振动始终减弱． （2）振动加强（减弱）的区域是指质 点的振幅大（小），而不是指振动的 位移大（小），因为位移是在时刻变 化的．
(4)加强点和减弱点满足的条件

若两个波源的振动频率和振动步调相同
（1）加强点与两个波源的距离差： △r=r2-r1=（2k）λ/2 （k=0,±1，±2，±3……） （2）减弱点与两个波源的距离差： △r=r2-r1=(2k+1)λ/2 （k=0,±1，±2，±3……）
5.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区 域的示意图， 情况中水波的频率最大；－－ 情 况中水波的频率最小。
a
b
c
题11图
（一）波的叠加
叠加原理
几列波相遇时能够保持各自的 运动状态，继续传播，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。

小结：
1。什么是波的独立性？ 2。什么是波的叠加原理？ 3。什么是波的干涉？ 4。干涉加强点和减弱点满足的条件？ 5。产生稳定干涉的条件是什么？

3.关于波的衍射下列说法中正确的是（ AEFH ） A．在衍射现象中，波不是沿直线传播的 B．水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象 C．横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射 D．不能发生明显衍射的，必定不是波 E．衍射是一切波的特性 F．波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射现象 G．波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显 H．波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显

只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 相差不多，或者比波长更小时，才能观察 到明显的衍射现象．
注意：一切波都能发生衍射，而要发生明显

的衍射现象须满足上述条件，当不满足上 述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍 射现象不明显，不易被我们观察到
小结：
1、衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 2、衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。
练习1

1.从一条弦线的两端，各发生一如图甲所 示的横脉冲，它们均沿弦线传播，速度相等， 传播方向相反，在它们传播的过程中，可能 出现的脉冲波形是图乙中的（）
图甲
图乙
（二）波的干涉
1．波的干涉：
（1）概念：
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，而且振动加强和振动减弱 的区域相互隔开的现象叫做的干涉。

(2)、干涉的解释——加强点 如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的 波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷 相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移 最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终 是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈.

(2)、干涉的解释——减弱点

第十二章 机械波
第四节 波的衍射和干涉
实例1、在水塘里，微风激起的 水波遇到突出水面 的小石子、 芦 苇，会绕过他们继续传播， 好象他 们并不存在 实例2、听其声不见其人。 实例3、隔墙有耳
波的衍射
现象：水波绕过小孔继续传播．
一、衍射现象
波能绕过障碍物继续传播的 现象，叫做波的衍射。
衍——展延之意 波的衍射——波展延到“影子”区域 里的现象。