第4节 波的衍射和干涉
1.理解什么是波的衍射现象,知道波发生明显衍射现象的条件。
2.知道波的独立传播特点,理解波的叠加原理,知道波的干涉是波叠加的结果。
3.知道波的干涉图样的特点,理解波形成稳定干涉图样的条件,知道振动加强点、减弱点的振动情况。
一、波的衍射
1.定义:波绕过障碍物继续传播的现象。
2.实验及现象
(1)实验器材:在水槽里放两块挡板,中间留个狭缝。
(2)现象
①狭缝宽度比波长大得多时:波的传播如同光沿直线传播一样,挡板后面产生一个阴影区。
②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时:波绕到挡板后面继续传播。
3.发生明显衍射的条件
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长小。
4.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
二、波的叠加
1.波的独立性原理
两列波相遇后彼此穿过,仍然保持各自的运动特征,继续传播。
2.波的叠加原理
在几列波重叠的区域里,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。如图所示。
三、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.稳定干涉的必要条件
(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.干涉的普遍性:一切波都能够发生干涉,干涉是波特有的现象。
判一判
(1)在操场上不同位置听到学校喇叭声音的大小不同,是声波的干涉现象。( )
(2)两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象。( )
(3)不是所有的两列波之间都能发生干涉。( )
提示:(1)× (2)√ (3)√
想一想
(1)当障碍物的尺寸比波长大时,不能发生衍射现象,对吗?
提示:错。障碍物尺寸比波长大时,也能发生衍射现象,只是现象不明显。
(2)在波的干涉中,振动加强的点始终位于波峰吗?
提示:否。振动加强点的振幅大,而不是始终位于波峰。