12-4波的衍射和干涉

1、11-4 波的衍射和干涉 实例实例1、在水塘里，微风激起的水、在水塘里，微风激起的水 波遇到突出水面波遇到突出水面 的小石子、芦的小石子、芦 苇，苇， 会绕过他们继续传播，好象他会绕过他们继续传播，好象他 们们 并不存在并不存在 实例实例2、听其声不见其人。、听其声不见其人。 实例实例3、隔墙有耳、隔墙有耳 一、波的衍射一、波的衍射 1、波的衍射：、波的衍射：波能绕过障碍物波能绕过障碍物 继续传播的现象，叫做波的衍射。继续传播的现象，叫做波的衍射。 2、说明：、说明： （1）衍射是所有波共有的一种现象，衍射是所有波共有的一种现象， 一切波都能发生衍射一切波都能发生衍射 （2）衍射现象总是存在的

2、，只有明）衍射现象总是存在的，只有明 显和不明显的差异显和不明显的差异 3、两种典型的衍射现象： （1）波遇障碍物 （2）波遇小孔 3 3、发生明显衍射现象的条件、发生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，才能观察到明相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明 显的衍射现象显的衍射现象 二、二、 波的叠加原理波的叠加原理 1 1、波传播的独立性、波传播的独立性 几列波相遇之后，几列波相遇之后， 仍然保持它们各仍然保持它们各 自原有的特征（频自原有的特征（频、波长、振幅、振动、波长、振幅、振动 方向等）不变，继续传

3、播方向等）不变，继续传播 红绿光束空间交叉相遇红绿光束空间交叉相遇 ( (红是红、绿是绿，红是红、绿是绿，) 听乐队演奏听乐队演奏 ( (仍可辨出不同乐器的音色、仍可辨出不同乐器的音色、 旋律旋律) ) 空中无线电波很多空中无线电波很多 ( (仍能分别接收各个电台仍能分别接收各个电台) ) 2 2、叠加原理、叠加原理 几列波相遇时，几列波相遇时，在它们的重叠的区域在它们的重叠的区域 里，介质的质点同时参与几列波引起的振里，介质的质点同时参与几列波引起的振 动，质点的位移等于这几列波单独传播时动，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引起的位移的矢量和. . （1）两列同向波叠加，

4、振动加强，振幅增大）两列同向波叠加，振动加强，振幅增大 （2）两列反向波叠加，振动减弱，振幅减小两列反向波叠加，振动减弱，振幅减小 3、波的叠加的两种情形、波的叠加的两种情形 三、三、 波的干涉波的干涉 1、 波的干涉波的干涉 频率相同的两列波叠加时，某频率相同的两列波叠加时，某 些区域的振幅加大，某些区域的振些区域的振幅加大，某些区域的振 幅减小，这种现象叫做波的干涉，幅减小，这种现象叫做波的干涉， 形成的图样叫做干涉图样。形成的图样叫做干涉图样。 2、发生稳定干涉的条件 （1）两列波的频率必须相同 （2）两个波源的相位差必须保持不变 （3）同类波 3、说明 （1）一切波都能发生干涉，干涉也

5、是波 特有的现象 （2）常说的干涉都是稳定干涉 （2）振动加强点始终加强，振动减弱点始终 减弱。 （3）振动加强点和振动减弱点是间隔出现的。 4 4、干涉图样的特点：干涉图样的特点： （1）加强区和减弱区的位置固定不变 （4）振动加强点是指振幅较大的点，不是位 移始终最大。 （5）干涉图样中，不只有振动加强的质点和 振动减弱的质点。 ns 2 ) 12( ns 加强加强 减弱减弱 到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s满足满足: : 5 5、（、（1 1）若两波源相位若两波源相位完全相同完全相同 加强加强 减弱减弱 到两波源的路程差（波程差）到两波源的路程差（波程差）s s

6、满足满足: : （2 2）若两波源振动相位差为）若两波源振动相位差为 ns 2 )12( ns 练习：练习： 1、以下关于波的衍射的说法，正确的、以下关于波的衍射的说法，正确的 是是（ ） A、波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象、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、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、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、只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生 明显的衍射现象明显的衍射现象 2、下列现象属于波的衍射现象

7、的、下列现象属于波的衍射现象的 是是（ ） A、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声、在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声 B、“空山不见人，但闻人语响空山不见人，但闻人语响” C、“余音绕梁，三日而不绝余音绕梁，三日而不绝” D、夏日的雷声有时轰鸣不绝、夏日的雷声有时轰鸣不绝 5、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射、水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射 现象更明显，可以现象更明显，可以（ ） A、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率、增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率 B、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率、增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率 C、缩小小孔的尺寸，同时增大水波的频率、缩小

8、小孔的尺寸，同时增大水波的频率 D、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率、缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率 6、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动、在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动 的频率是的频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径，为观察到显著的衍射现象，小孔直径D应应 为为（ ） A、10 cm B、5 cm C、D 1 cm D、D 1 cm D、D 1 cm 7.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到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，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大； 情况中水波的频率最小。情况中水波的频率最小。 b a c 题11图 8.甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，甲乙两人分乘两只船在湖中钓鱼， 两船相距两船相距24 m。有一列水波在湖面上。有一列水波在湖面上 传播，使每只船每分钟上下浮动传播，使每只船每分钟上下浮动10次。次。 当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这