第十二章：機(jī)械波

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

實(shí)例1、在水塘里，微風(fēng)激起的水波遇到突出水面的小石子、蘆葦，會繞過他們繼續(xù)傳播，好象他們并不存在實(shí)例2、聽其聲不見其人。實(shí)例3、隔墻有耳陰影區(qū)陰影區(qū)1．概念：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象一、波的衍射波源障礙物衍射現(xiàn)象明顯波繞過障礙物區(qū)域多波繞過障礙物區(qū)域少衍射現(xiàn)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(shí)驗(yàn)發(fā)波水槽毛玻璃屏幕反射鏡電動機(jī)的振動起波器研究λd？明顯衍射發(fā)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(fā)生明顯衍射的條件實(shí)驗(yàn)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(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。水波通過橋洞時(shí)發(fā)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(fā)生明顯衍射現(xiàn)象？聲波波長：1.7cm---17m光波波長：0.4um-----0.7um1．衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。2．衍射現(xiàn)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(fā)生的條件，僅是發(fā)生明顯衍射的條件。4．一般情況下，波長較大的波容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。例：以下關(guān)于波的衍射的說法中正確的是（）A．波遇到障礙物時(shí)，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．當(dāng)障礙物的尺寸比波長大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象很明顯C．當(dāng)孔的大小比波長小時(shí)，衍射現(xiàn)象很明顯D．只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長相差不多時(shí)，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)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(dú)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(xù)前進(jìn)，好象沒有遇到過其它波一樣?！晒獠ā陕暡ǖ寞B加②研究兩列波相遇時(shí)位移的特點(diǎn)

在兩列波重疊的區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)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(zhì)：位移的合成③疊加原理振動加強(qiáng)振幅增大振動減弱振幅減小峰峰谷峰實(shí)驗(yàn)：平面圖側(cè)視圖兩波源：頻率相同、振動方向相同、相差恒定。振動加強(qiáng)振動減弱振源1振源2加強(qiáng)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(qū)域的振動始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域互相間隔這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做干涉圖樣。波的干涉產(chǎn)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(diǎn)：②振動加強(qiáng)點(diǎn)和振動減弱點(diǎn)是間隔出現(xiàn)。③振動加強(qiáng)點(diǎn)是指振幅較大的點(diǎn)，不是位移始終最大。④干涉圖樣中，不只有振動加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)和振動減弱的質(zhì)點(diǎn)。①振動加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，振動減弱點(diǎn)始終減弱。3.5λ5λ3λ5λ——加強(qiáng)——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(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的分布規(guī)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(shí)線所示)，一列沿負(fù)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=