第十二章：機械波

波的衍射和干涉1.知道什么是波的衍射現象和發生明顯衍射現象的條件；2.了解波的疊加原理；3.知道波發生明顯干涉現象的必要條件；4.認識衍射現象的特征，認識干涉現象和波的干涉圖樣；5.知道衍射和干涉現象是波特有的現象。

實例1、在水塘里，微風激起的水波遇到突出水面的小石子、蘆葦，會繞過他們繼續傳播，好象他們并不存在實例2、聽其聲不見其人。實例3、隔墻有耳陰影區陰影區1．概念：波可以繞過障礙物繼續傳播的現象一、波的衍射波源障礙物衍射現象明顯波繞過障礙物區域多波繞過障礙物區域少衍射現象不明顯λλd??λ?dd兩幅水波通過孔縫衍射照片對比水波槽實驗發波水槽毛玻璃屏幕反射鏡電動機的振動起波器研究λd？明顯衍射發生明顯衍射的條件波長λ一定的水波通過寬度d不同的狹縫后的衍射圖樣。d>λd<λd≈λ明顯明顯不明顯λdddλλ在狹縫寬度d一定，不同波長的水波的衍射。λ1=0.3dλ2=0.5dλ3=0.7d明顯發生明顯衍射的條件實驗表明：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象。水波通過橋洞時發生衍射無線電波繞過高大建筑物日暈——光的衍射光波和聲波誰更容易發生明顯衍射現象？聲波波長：1.7cm---17m光波波長：0.4um-----0.7um1．衍射是波特有的現象，一切波都會產生衍射現象。2．衍射現象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異。3．障礙物或孔的尺寸大小，并不是決定衍射能否發生的條件，僅是發生明顯衍射的條件。4．一般情況下，波長較大的波容易產生明顯的衍射現象。例：以下關于波的衍射的說法中正確的是（）A．波遇到障礙物時，一定會發生明顯的衍射現象B．當障礙物的尺寸比波長大得多時，衍射現象很明顯C．當孔的大小比波長小時，衍射現象很明顯D．只有當障礙物的尺寸與波長相差不多時，才會發生明顯的衍射現象C雨滴下落不同步，相差也不恒定波的疊加1．波的疊加原理①波傳播的獨立性

幾列波相遇之后，仍然保持它們各自原有的特征（頻率、波長、振幅、振動方向等）不變，并按照原來的方向繼續前進，好象沒有遇到過其它波一樣。∩光波∩聲波的疊加②研究兩列波相遇時位移的特點

在兩列波重疊的區域內，介質中的質點同時參與兩種振動，其振動的位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和。本質：位移的合成③疊加原理振動加強振幅增大振動減弱振幅減小峰峰谷峰實驗：平面圖側視圖兩波源：頻率相同、振動方向相同、相差恒定。振動加強振動減弱振源1振源2加強減弱兩波源：頻率相同、振動方向相同、相差恒定頻率相同，振動方向相同，相差恒定的兩列波疊加，使某些區域的振動始終加強，某些區域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區域互相間隔這種現象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做干涉圖樣。波的干涉產生波的干涉的條件:（1）兩波源的頻率相同（2）振動方向相同（3）相位差恒定干涉圖樣干涉圖樣的特點：②振動加強點和振動減弱點是間隔出現。③振動加強點是指振幅較大的點，不是位移始終最大。④干涉圖樣中，不只有振動加強的質點和振動減弱的質點。①振動加強點始終加強，振動減弱點始終減弱。3.5λ5λ3λ5λ——加強——減弱到兩波源的路程差（波程差）△s滿足:若兩波源振動情況完全相同加強點和減弱點的分布規律

例.如圖所示，兩列簡諧波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x方向傳播(圖中實線所示)，一列沿負x方向傳播(圖中虛線所示)，這兩列波的頻率相同，振動方向均沿y軸，則圖中x=