高中物理 第十二章 机械波 4 波的衍射和干涉解析素材 新人教版选修3-4（通用）

高中物理 第十二章 机械波 4 波的衍射和干涉解析素材 新人教版选修3-4（通用）

‎4 波的衍射和干涉 ‎ 学习波的干涉要先理解波的叠加原理，再从波的干涉条件理解波的干涉现象．‎ 一、波的叠加原理 两列波在空间相遇与分离时都要保持其原来的特性(如f、A、、振动方向)沿原来方向传播，而不相干扰，在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两列波引起的振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和，当这两列波的振动方向在同一直线上时，这种位移的矢量和简化为代数和．‎ 由波的叠加原理可知，任何两列波相遇都会产生叠加，叠加时对某一个质点来说，任意时刻振动的位移都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和，从而出现振动的加强点和减弱点．但不同频率的两列波叠加时，其振动的加强点与减弱点不是固定的，而是随时间变化的，因此不能形成稳定的干涉图样．只有当两列波的频率相同时，叠加的结果就会使某些点振动始终加强，某些点振动始终减弱，并且加强点和减弱点相互间隔，形成稳定的干涉图样．所以，波的干涉实质上是一种特殊的波的叠加现象.‎ 二、波的干涉 ‎1．干涉的概念：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，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫波的干涉，所形成的图样叫做干涉图样：‎ ‎2．产生稳定干涉的条件：两列波的频率相同．‎ ‎3．干涉区域内振动加强和振动减弱质点的判断：‎ ‎(1)最强：该点到两个波源的路程差波长的整数倍，即 ‎(2)最弱：该点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，即 根据以上的分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱．‎ ‎4．对波的干涉，我们还应理解以下几点：‎ ‎(1)振动最强点是振幅始终最大而不是位移始终最大：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移，在振动的过程中每个质点的振幅是不变的，而振动位移是随时间而改变的，所以振动最强点只是振幅最大的点，其位移仍在做周期性变化，其位移大小变化范围在振幅和零之间．‎ ‎(2)干涉图样中不是只有振动最强的质点和最弱的质点，同时也有振动强度在二者之间的质点，振幅不是最大也不是最小．‎ ‎(3)振动加强点在某个时刻的位移可能比同时刻的其他的振动质点的位移小．‎ ‎(4)干涉区域内所有质点的振动频率相同．‎