第四节 波的衍射和干涉

第四节 波的衍射和干涉

学习目标：

1．通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征

2．知道波发生明显衍射现象的必要条件

4．了解波的叠加原理

5．通过实验，了解波的干涉现象和干涉图样

6．知道波发生明显干涉现象的必要条件

7．知道衍射、干涉现象是波特有的现象

要点导学：

一．波的衍射： 1．定义：

2．发生明显衍射现象的条件：

注意：衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。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。

3．衍射现象是一切波的特有现象

二．波的干涉

1. 波的叠加

（1）波的独立传播原理：

（2）波的叠加原理：

2．波的干涉

（1）定义

（2）产生干涉的必要条件：

（3）振动频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强和减弱的条件：（设点到两波源的距离差为△r ）

当△r = 时为加强点；

当△r = 时为减弱点。

若两波源振动步调相反时，则上述结论相反。

3. 干涉现象是一切波都具有的现象

注意：振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱

振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的

典型例题：

题型一：波的衍射

【例1】如图是观察水波衍射的装置，AC 和BD 是两块挡板,AB 是一个

孔，O 是波源，图中已经画出波源所在区域波的传播情况, 每条相邻波纹

(图中曲线) 之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，

下列描述中正确的是

( )

A . 此时能明显观察到波的衍射现象

B . 挡板前后波纹间距相等

C . 如果孔AB 扩大后，有可能观察不到明显的衍射现象

D . 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象

【例2】下列关于波的衍射的说法中，正确的是( )

A . 只要是波都能发生衍射，衍射是波特有的现象

B . 波长与障碍物或孔的宽度差不多或略大些时，能发生明显的衍射

C . 波长比障碍物或孔的宽度小得多时，能发生明显的衍射

D . 波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射不明显

题型二：波的干涉

【例3】两列振幅、波长相同的简谐横波, 以相同的速率沿相反方

向在同一介质中传播, 如图所示为某一时刻的波形图, 其中实线为

向右传播的波. 虚线为向左传播的波，a 、b 、c 、d 、e 为五个等距

离的质点，两列波传播的过程中，下列说法中正确的是（ ）

A ．质点a 、b 、c 、d 、e 始终静止不动

B ．质点b 、d 始终静止不动

C ．质点a 、c 、e 始终始终在振动 D ．质点a 、c 、e 以振幅2A 作简谐运动

【例4】如图12-4-4所示，相干波源S 1、S 2发出的两列波，在介质中相遇叠加，实线表示这两列波的波峰中央，虚线表示这两列波的波谷中央。问图中A 、B 、C 、D 、E 、P 四个质点，（1）哪些点振动最强？哪些点振动最弱？

（2）再经过1/2周期A 、B 、C 、P 四个质点分别处于什么位置？

（3）再经过1/4周期A 、B 、C 、P 四个质点分别处于什么位置？

【例5】对声波的各种现象，以下说法中正确的是（ ）

A ．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象

B ．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象

C ．古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象

D ．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象

分层练习 第四节 波的衍射和干涉

班级学号一．选择题

（ ）1．下列哪些现象是波的衍射现象

A ．面对障碍物大喊一声，过一会听见自己的声音

B ．空山不见人，但闻人语声

C ．余音绕梁，三日不绝于耳

D ．一人敲一下长钢管的一端，另一人紧贴长钢管的另一端，先后听到两次声音。 （ ）2．水波通过小孔发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可以

A ．增大小孔的尺寸，同时增大水波的频率 B ．增大小孔的尺寸，同时减小水波的频率

C ．缩小小孔的尺寸，同时增大水波的频率 D ．缩小小孔的尺寸，同时减小水波的频率 （ ）3．下列哪些波在传播过程中遇到宽度为5cm 的障碍物时, 能发生明显的衍射现象

A ．波长为20cm 的水波 B ．频率低于20Hz 的次声波

6C ．频率为2×10Hz 的超声波 D ．波长为5×10-7m 的光波

（ ）4．两频率相同，振幅也相同的波叠加发生干涉，下列说法正确的是

A ．波峰与波峰相遇时，质点的振动加强，波谷与波谷相遇时，质点振动减弱

B ．波峰与波峰相遇处的质点总是在波峰

C ．波峰与波峰相遇处，质点在以后的时刻位移也能出现零的时候

D ．波谷与波峰相遇处的质点的位移总是零

（ ）5．如图所示，S 1、S 2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的波长分别为λ1、λ2，且λ1=λ2，该时刻在P 点为两列波波峰与波峰相遇，则以下叙述中正确的是

A ．P 点有时在波峰有时在波谷，振动始终加强

B ．P 点始终在波峰，不可能在波谷

C ．P 点的振动不遵守波的叠加原理

D ．P 点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终互相加强

（ ）6．两列波相叠加产生了稳定的干涉现象，得到了干涉图样，以下关于干涉的说法中正确的是

A ．两列波的频率一定相等 B ．振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的

C ．振动加强与振动减弱处交替变化 D ．振动加强区始终加强，振动减弱处始终减弱 （ ）7．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示

波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm ，且图示的范围内振幅

不变，波速和波长分别为1m/s和0.5 m．C 点是BE 连线的中点，下列

说法正确的是

A ．C 、E 两点都保持静止不动

B ．图示时刻A 、B 两点的竖直高度差为20cm

C ．图示时刻C 为振动加强点

D ．从图示的时刻起经0.25 s，B 点通过的路程为20cm