第三讲波的干涉和衍射第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日一、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．矢量和第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日二、波的干涉和衍射现象内容波的衍射波的干涉定义波可以绕过障碍物继续传播的现象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，而且加强和减弱的区域相间分布的现象现象波能偏离直线而传播到直线传播以外的空间振动强弱相间的区域，某些区域总是加强，某些区域总是减弱第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日内容波的衍射波的干涉可观察到现象的条件缝、孔或障碍物的尺寸跟波长或者两列波的相同相同点干涉和衍射是波特有的现象相差不多比波长更小频率第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日波的干涉和衍射现象是波特有的现象．任何波均能发生衍射，只不过明显程度不同；两列波欲发生干涉，必须满足干涉条件．第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日三、声波1．空气中的声波是．2．人耳听到声波的频率范围：20Hz～20000Hz.3．能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为0.1s.4．声波亦能发生反射、折射、干涉和衍射等现象．纵波第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日声波的共振现象称为声波的共鸣．5．次声波：频率低于20Hz的声波．波长比一般声波波长大，更易发生衍射，传播距离更远，利用次声波(建次声波站)可以预报海啸、台风、核爆炸等．6．超声波：频率高于20000Hz的声波．第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日干涉区域内每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的．所谓加强和减弱的区别是指振幅大小的区别．振幅是指振动的质点所能达到的最大位移，即使在振动最强处，质点的位移仍做周期性变化，位移一定有零的时候．在两列波发生干涉的重叠区域，振动加强或振动减弱的点的位置决定于该点到两波源的路程差．第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日(1)振动最强的点：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即Δs＝nλ；加强点的振幅等于两列波的振幅之和：A＝A1＋A2.(2)振动最弱的点：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即Δs＝λ；减弱点的振幅等于两列波的振幅之差的绝对值：A＝|A1－A2|.如两列波源的振动情况反相时，上述结论刚好相反．第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日两列波发生干涉时，在干涉区域内，各质点均在自己的平衡位置做机械振动，只不过它们振动的振幅不同．第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日1．两个振动情况完全一样的波源S1、S2相距6m，它们在空间产生的干涉图样如图7－3－1所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域，下列说法正确的是 ()第11页，共36页，星期日，2025年，2月5日A．两波源的振动频率一定相同B．虚线一定是波谷与波谷相遇处C．两列波的波长都为2mD．两列波的波长都为1m第12页，共36页，星期日，2025年，2月5日解析：在干涉图样中，加强点的条件是Δs＝nλ(0,1,2…)．从图中可以看出S1、S2连线之间的加强点有5个，设每两个加强点的距离为x，则中间的加强点到S1、S2的距离之差为0，两侧的第一个加强点距S1、S2的距离之差为λ，即4x－2x＝λ得x＝，所以6x＝3λ＝6m，λ＝2m.答案：AC第13页，共36页，星期日，2025年，2月5日小孔或障碍物尺寸同波长差不多或小于波长时，才能产生明显的衍射现象．衍射是波特有的现象，我们讲到的条件是指观察到明显衍射的条件．第14页，共36页，星期日，2025年，2月5日2．如图7－3－2所示是观察水面衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，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，下列描述中正确的是()第15页，共36页，星期日，2025年，2月5日A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍