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1、14、波的衍射和干涉一、波的衍射1.波的衍射：波绕过障碍物的现象。如声音传播中的“隔墙有耳”现象。 2.发生明显衍射的条件是：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波 长更小时，才能观察到明显的衍射现象。 3.波的衍射现象是波所特有的现象。二、波叠加原理和独立传播原理1.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。三、波的干涉1.波的干涉：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， 而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 注意
2、：（1）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；（2）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。 2.产生干涉的条件：两列波的频率必须相同。 3.干涉是波特殊的叠加：频率不同的两列波相遇，叠加区各点的合振动的振幅，有时是 两个振动的振幅之和，有时是两个振动的振幅之差，没有振动总是得到加强或总是减 弱的区域，这样的两列波叠加，是波普通的叠加，而不是干涉。因此，干涉是波特殊 的叠加。 4.干涉也是波特有的现象。由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。5.当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差s 是波长整数倍处是加强区
3、；而 路程差是半波长奇数倍处是减弱区。 振动加强位置公式：d1=s1-s2 =n (n=0、1、2、3) 振动减弱位置公式：d2=s1-s2 =（2n+1）/2 (n=0、1、2、3)21一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为（ ） A、水波的波长增大 B、水波的周期增大 C、水波的频率减小D、水波的振幅减小2如图所示，S 为波源，M、N 为两块挡板，其中 M 板固定，N 板可上下移动，两板中间有 狭缝。此时，测得 A 点没有振动，为了使 A 点发生振动，可采用的方法是（ ） A、增大波源频率 B、减小波源频率 C、将 N 板向上移动一些 D、将 N 板向下移动一些3如图所示
4、是观察水面波衍射的试验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 为波源， 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，下列描述正确的是（ ） A此时能明显观察到波的衍射现象 B挡板前波纹间距离相等 C如果将孔 AB 扩大有可能观察不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察衍射现象4如图是不同频率地水波通过相同地小孔所能到达区域地示意图， 情况中水 波地频率最大； 情况中水波地频率最小。5将一只小瓶立于水波槽中，在槽中激发水波，若想在瓶子后面看到水波绕进的现象，激 发水波的振子振动频率大写
5、好还是小些好？为什么？6下列说法中正确的是（ ） A衍射是一切波特有的现象 B对同一列波，障碍物或小孔越小衍射越明显 C听到回声是声波的衍射现象 D听到回声是共鸣现象7一列水波穿过小孔产生衍射现象，衍射后水波的强度减弱是因为（ ） A水波的波长增大 B水波的周期增大 C水波的频率减小 D水波的振幅减 小8如图所示，正中 O 是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板， B 是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ） A整个区域 B阴影 I 以外区域 C阴影 II 以外区域 D上述答案均不对CABDOOAB39在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为
6、5Hz，水波在水槽中 传播速度为 0.05m/s，为使实验效果更明显，使用小孔直径 d 应为 m 。10如图表示两个相干波源 S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇，图中实线表示某时 刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是（ ） A、a、c 两的振动加强，b、d 两点的振动减弱 B、e、f 两点的振动介于加强点和减弱点之间 C、经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换 D、经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷， 原来位于波谷的点将位于波峰11如图所示，在 y 轴上的 Q、P 两点上有两个振动情况完全相 同的波源，它们激起的机械波的波长为 1m，Q、P 两点的纵坐标 分别为 yQ=6
7、m，yP=1m，那么在 x 轴上+到-的位置上，会出现 振动加强的区域有_个。12一个波源在绳的左端发出半个波 a，频率为 f1，振幅为 A1，同时另一个波源在绳的右 端发出半个波 b，频率为 f2，振幅为 A2，P 为波源的中点，如图 1041 所示，在下列说法 中正确的是（ ） A.两列波同时到达两波源的中点 P B.两列波相遇时，P 点波峰值可达 A1+A2 C.两列波相遇后，各自仍保持原来的波形传播 D.两列波相遇时，绳子上的波峰可达 A1+A2的点只有一点，此时在 P 点的左侧13如图所示，S1 和 S2 是两个相干波源，在图中分别 以 S1 和 S2 为圆心作出了两组同心圆弧，分别
8、表示同一 时刻两列波的波峰和波谷，实线表示波峰，虚线表示波 谷，在图中标出了三个点 a,b,c。在这三个点中，哪些 点振动加强，哪些点振动减弱？14如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰波面，虚 线为波谷液面，已知两列波的振幅均为 2cm，波速为 2m/s，波长为 8cm，E 点是 B,D 和 A,C 连线的交点。下列说法中正确的是（ ） A.A,C 处两质点是振动加强的质点 B.B,D 处两质点在该时刻的竖直高度差是 4cm C.E 点处质点是振动加强的质点 D.经 0.02s，B 点处质点通过的路程是 4cmabPa b cAB CDE415M,N 为介质中相距
9、 2L 的两个质点，从某时刻开始，两质点做同振幅和同频率的振动， 并且开始时刻两质点的振动方向均向上，已知两质点的振动各自在介质中产生横波的波长 均为 L，且传播方向相反，则自开始时刻起，经过 1.5 个周期，M,N 之间的波的波形图像是 下图中的（ ）16如图所示，两个形状完全相同的正弦波 a,b 沿同一直线分别向右、向左传播，在它们 相遇的某个时刻，图中 m,n 部分的波形“消失”了，该时刻 m,n 两质点的振动方向分别为 A.m 向上，n 向下 B.m 向下，n 向上 C.m,n 都向上 D.m,n 速度都是零17S1,S2为两频率相同的波源，如图所示，某时刻实线表示波峰，虚线表示波谷，
10、则 P 点 A.波谷与波谷叠加所以振动减弱 B.波谷与波谷叠加所以始终处于最低位置 C.振动始终加强 D.位移始终最大18如图 1046 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，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为 1m/s 和 0.5cm,C 点是 BE 连线的中点，下列说法中正确的是（ ） AC,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 点正处在平衡位置且向水面上运动 D从图示时刻起经 0.25s，B 点通过的路程为 20cm19如图 1047 所示，在同一均匀介质中有 S1、S2
11、两个波源，这两个波源的频率、振动 方向均相同，且振动步调完全一致，S1、S2之间相距两个波长，B 点为 S1、S2连线的中点。 今以 B 点为圆心，以 R=BS1为半径画圆，问在该圆上，除 S1、S2两波源外，共有几个振动 加强的点？M NDS2S1Pabmn51解：水波的频率是由波源的频率决定的，发生衍射后水波的频率不变，所以选项 B、C 错误。 波速是由介质决定的，发生衍射后波速不变，由 v=f 知，水波的波长不变，先项 A 错误。波的强弱是由振幅决定的，所以选项 D 正确。 2解：使 A 振动起来的方法有两个，一个是缝宽不变，使波的频率即波源 S 的频率减小以 增加波长，当波长大于缝宽时
12、，发生明显的衍射现象，A 点便振动起来；另一个是使波源 的频率一定，即波长一定，减小缝宽，当缝宽减小到比波长小时，发生明显的衍射现象， 也可使 A 点振动起来。故正确答案是 B、D。3. ABC 4c a 5频率小些好。 6AB 7D 8B 9d0.01 10解：a 点是波谷与波谷相遇的点，c 点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而 b、d 两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，选项 A 正确。e 位于加强点的连线 上，仍为加强点，f 位于减弱点的连线上，仍为减弱点，选项 B 错误。相干波源叠加产生 的干涉是稳定的，不会随时间变化，所以选项 C 错误。因形成干涉图样的介质质点也是不
13、 停地做周期性振动，经半个周期步调相反，选项 D 正确。故该题的正确答案是 A、D。 11解：在 x 轴正半轴上任取一点 M，连接 MQ、MP，构成一三角形 PQM，根据三角形任两 边之差小于第三边的原理得：。mPQMPMQr5X 轴上出现振动加强点时应有 r=n(n=0、1、2、)。 所以 0n5， （等于 5 时为原点） ；即 0n5。 亦即 n 可取 1、2、3、4、5（包括原点） ，其 5 个值。 由对称性在 x 轴负半轴上还有 4 个加强点，所以在 x 轴上共有 9 个加强点。12.ACD 13.a 点和 b 点振动加强，c 点振动减弱14.C 15.A 16.A 17.C 18. BCD 19. 6
