波的干涉和衍射

第十二章机械波§4波的衍射和干涉1、定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。一、波的衍射一、波的衍射1、概念障碍物衍——延展之意波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。阴影区阴影区阴影区阴影区波可以绕过障碍物继续传播的现象波源波长λ一定的水波通过宽度d不同的狭缝后的衍射图样。d>λd<λd≈λ明显明显不明显λdddλλ2、发生明显衍射的条件2、发生明显衍射的条件在狭缝宽度d一定，不同波长的水波的衍射λ1=

0.3dλ2=

0.5dλ3=

0.7d明显2、发生明显衍射的条件实验表明：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。思考：1、比波长大能发生明显衍射吗？

2、能说成是发生衍射现象的条件吗？水波通过桥洞时发生衍射无线电波绕过高大建筑物日晕----光的衍射光波和声波谁更容易发生明显衍射现象？声波波长：1.7cm-----17m光波波长：0.4um-----0.7um一、波的衍射总结：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。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明显的衍射现象。3、医院中有一种“B超”仪器，常用来探测人体内脏的位置及发现可能的病变，这种仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？思考与讨论1）超声波的频率范围为大于20000Hz，其相应波长小于17mm；2）超声波频率高，故超声波能量大，才容易穿透皮肤和组织；

3）超声波波长短，不易衍射，在一定距离内沿直线传播，方向性好，故所拍图像清晰。例2、如图，S为波源，MN为两挡板，此时A点没有振动，为使A点能发生振动，可采取的办法有（）A、将M板右移B、将N板右移C、将N板左移D、增加波源的频率E、增加波源的周期MANSACE二、波的干涉雨滴下落不同步，相差也不恒定二、波的干涉1、波的叠加原理①波传播的独立性几列波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其它波一样二、波的干涉1、波的叠加原理①波传播的独立性∩∩光波二、波的干涉1、波的叠加原理①波传播的独立性声波的叠加能分辨不同的声音二、波的干涉②叠加原理研究两列波相遇时位移的特点二、波的干涉1、波的叠加原理②波的叠加原理本质：位移的合成研究两列波相遇时位移的特点二、波的干涉②叠加原理振动加强振幅增大振动减弱振幅减小峰峰谷峰二、波的干涉两波源：频率相同、振动方向相同、相差恒定实验：平面图侧视图二、波的干涉两波源：频率相同、振动方向相同、相差恒定实验：振动加强振动减弱二、波的干涉

频率相同,振动方向相同,相差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。1、波的干涉:二、波的干涉2、产生波的干涉的条件:(1)两波源的频率相同。(2)振动方向相同。(3)相位差恒定。二、波的干涉----干涉图样二、波的干涉----波特有的现象3、干涉图样的特点：②振动加强点和振动减弱点是间隔出现。③振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。④干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。①振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。二、波的干涉----干涉图样3.5λ5λ3λ5λ——加强——减弱到两波源的路程差（波程差）△s满足:若两波源振动情况完全相同4、加强点和减弱点的分布规律例．如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)，这两列波的频率相同，