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第3节　波的干涉和衍射
[定位·学习目标]　1.知道波的衍射现象,了解发生明显衍射的条件。2.知道波的叠加原理,知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象。3.了解形成稳定干涉图样的条件,知道波的干涉图样的特点。掌握振动加强点、减弱点的振动情况。4.知道衍射和干涉是波特有的现象。
探究新知
知识点一　波的叠加原理
1.独立性:几列波相遇后仍能够保持各自的运动特征(波长、频率、振幅等)不变并继续传播。
2.叠加原理:在相遇的区域里,介质中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存在时引起的位移的矢量和。
知识点二　波的干涉现象
1.定义:振动频率和振动方向相同的两列波叠加后,振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象,称为波的干涉。
2.干涉图样:波的干涉中所形成的图样。
3.必要条件:两列波的频率相同,振动方向相同。
4.普遍性:一切波都能发生干涉,干涉是波的重要特征之一。
知识点三　波的衍射现象
1.定义:波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象。
2.发生明显衍射现象的条件:当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射的普遍性:一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
新知检测
1.思考判断[正确的打“√”,错误的打“×”]
(1)只有频率相同的两列波才可以叠加。(　×　)
(2)水面上传播的水波能够绕过芦苇、石头、桥洞,都是典型的水波衍射现象。(　√　)
(3)在振动减弱的区域,各质点都处于波谷。(　×　)
(4)两个人一起说话,不会发生干涉现象。(　√　)
(5)波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加,发生稳定干涉图样是有条件的。(　√　)
2.思维探究
(1)你知道“风声、雨声、读书声,声声入耳”体现了波的什么性质吗
(2)有人说在波的干涉图样中,加强点就是位移始终最大的点,减弱点就是位移始终为0的点,这种说法对吗
【答案】 (1)声波在相互交错、叠加之后互不影响,仍能保持原来的性质向前传播,这种现象体现了波传播具有独立性。
(2)这种说法不正确。在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和为振幅做振动的点,某一瞬时振动位移可能是0。同理,减弱点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点,它的位移不一定始终为0。
要点一　对波的叠加的理解
要点归纳
1.波的独立传播特性
两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形都跟相遇前一样,也就是说,相遇后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响,即各自的波长、频率、振幅等保持不变。
2.波的叠加原理
几列波在同一介质中传播,在介质中某一点(或某一区域)相遇时,每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播,彼此之间互不影响,好像没有遇到另一列波一样。在它们相遇的区域里,介质的质点同时参与这几列波所产生的振动,每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动,质点振动的位移等于这几列波单独存在时引起的位移的矢量和。当这几列波振动方向在同一直线上时,这几个位移的矢量和在选定正方向后可简化为代数和。
两列同相波的叠加,振动加强,振幅增大,如图甲所示。
两列反相波的叠加,振动减弱,振幅减小,如图乙所示。
波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是两个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小。
[例1] 波源1、2分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源振幅相同,发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t=0时刻绳上的波形如图甲所示。根据波的叠加原理,下列叙述正确的是(　　)
A.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丙所示
B.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示
C.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图乙所示
D.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示
【答案】 D
【解析】 当t=2 s时,根据传播速度可知,它们相互重叠,由于振动方向相反,则振动减弱,波形如题图丙所示;当t=4 s时,各自传播了4 m,由于互不干扰,所以波形如题图丁所示,故选项D正确。
[针对训练1] 如图甲,两列振幅和波长相同而传播方向相反的波,在相遇的某一时刻(如图乙),两列波“消失”,此时介质中M、N两质点的运动方向是(　　)
A.M、N都静止
B.M、N都向上
C.M向下,N向上
D.M向上,N向下
【答案】 C
【解析】 由题图可知,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以题图乙的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,向左传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时M质点的运动方向向下,N质点的运动方向向上,故C正确,A、B、D错误。
要点二　对波的干涉的理解
情境探究
如图所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音机上,一名同学沿着AB方向走来,他听到的声音会有什么变化 为什么
【答案】 声音忽强忽弱,因为两列声波发生了干涉现象。
要点归纳
1.发生干涉的条件
(1)两列波的频率相同;
(2)相位差恒定;
(3)振动方向相同。
2.干涉图样及其特征
(1)干涉图样:如图所示。
(2)特征。
①加强区和减弱区的位置固定不变。
②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。
③加强区与减弱区互相间隔。
3.关于加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点:在某些点两列波引起的振动始终加强,质点的振动最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2。
(2)减弱点:在某些点两列波引起的振动始终削弱,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于0,并不振动,保持静止。
[例2] 如图所示为两个相干波源发出的水波,波峰如图中实线所示,波谷如图中虚线所示。已知两列波的振幅分别为5 cm、10 cm,AB连线的中点为C点。在图中C点是振动　　　　(选填“加强”或“减弱”)点;从图示时刻起经过半个周期后,A点的位移为　　　 cm,E点是振动　　　　(选填“加强”或“减弱”)点。(规定竖直向上为位移的正方向)
【答案】 加强　-15　减弱
【解析】 振动加强的点为波峰和波峰相遇或者波谷与波谷相遇,A、B两点均是振动加强的点,A、B连线上的点都是振动加强的点,C点也是振动加强点。A点是波峰和波峰相遇,经过半个周期后是波谷和波谷相遇,所以位移为-15 cm,E点是波峰与波谷相遇,始终是振动减弱点。
对振动加强点、减弱点的理解
(1)振动加强点和振动减弱点始终以波源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,其振幅可为0),振动加强点并不是始终处于波峰,其位移随时间不断变化,只是振幅最大,等于两列波的振幅之和。
(2)振动减弱的质点并非一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差。
[针对训练2] 如图所示是水平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,虚线为波谷波面。已知两列波的振幅均为2 cm,波速均为 2 m/s,波长均为8 m,E点在BD连线上,下列说法正确的是(　　)
A.A、C两处质点是振动加强点
B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4 cm
C.E点处质点是振动减弱的质点
D.A、C两处质点一直在平衡位置
【答案】 D
【解析】 A、C两处为波峰与波谷相遇,为振动减弱点,振幅为零,一直在平衡位置,故A错误,D正确;B点为波谷与波谷相遇,此时位移为-4 cm,D点为波峰与波峰相遇,此时位移为4 cm,故B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为8 cm,故B错误;B点为波谷与波谷相遇,D点为波峰与波峰相遇,可知BD连线为振动加强区,故E点处质点是振动加强的质点,故C错误。
要点三　对波的衍射现象的理解
情境探究
如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽,波源的频率是可以调节的,槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的狭缝,观察水波的传播。也可以在水槽中放置宽度不同的挡板,观察水波的传播。思考下列问题:
(1)水波遇到狭缝时,会观察到什么现象 依次减小狭缝尺寸,观察到的现象有什么变化
(2)当水波遇到较大的挡板时,会观察到什么现象 当挡板较小时,会观察到什么现象
【答案】 (1)水波遇到狭缝时,水波能穿过狭缝,并能到达挡板后面的“阴影区”,狭缝的尺寸减小时,水波到达“阴影区”的现象更加明显。
(2)当水波遇到较大的挡板时,将会返回,当挡板较小时,波能继续向前传播。
要点归纳
1.波的衍射
波的衍射是没有条件的,衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或狭缝的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件。
2.波的衍射的实质
波传到狭缝或障碍物时,狭缝或障碍物处的质点仿佛是一个新波源,由它发出的与原来同频率的波在狭缝或障碍物后传播,就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。
[例3] (双选)如图所示是观察水波衍射的实验装置。AC和BD是两块挡板,AB是一个狭缝,O是波源。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)之间的距离表示一个波长,则关于波经过狭缝之后的传播情况,下列描述正确的是(　　)
A.此时能观察到波明显的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离不相等
C.如果将狭缝AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果狭缝的大小不变,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象
【答案】 AC
【解析】 观察题图可知,狭缝的尺寸与波长相差不多,能观察到波明显的衍射现象,故选项A正确;因波的传播速度不变,频率不变,故波长不变,即挡板前后波纹间距离应相等,故选项B错误;若将狭缝AB扩大,且狭缝的尺寸远大于波长,则可能观察不到明显的衍射现象,故选项C正确;若f增大,由λ=,知λ变小,衍射现象更加不明显,故选项D错误。
使波产生明显衍射的两种方法
一是在波长不变的情况下改变障碍物或狭缝的大小,使其尺寸变小;
二是在障碍物或狭缝不变的情况下改变波长,使其波长变长。
[针对训练3] 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,两板中间有一狭缝,此时测得A点没有振动,为了使A点能发生振动,可采用的方法有:①增大波源的频率;②减小波源的频率;③将N板向上移动一些;④将N板向下移动一些。以上方法正确的是(　　)
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
【答案】 B
【解析】 根据题意可知,测得A点没有振动,说明波没有发生明显的衍射现象,原因是M、N间的缝太宽或波长太小,因此若使A处质点振动,可采用N板上移以减小两板间距或增大波的波长,即减小波源频率,故②③正确,①④错误。故选B。
模型·方法·结论·拓展
振动加强点和振动减弱点的判断方法
1.条件判断法:振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时,设点到两波源的路程差为Δx,当Δx=|x2-x1|=kλ(k=0,1,2,…)时为振动加强点;当 Δx=|x2-x1|=(2k+1)(k=0,1,2,…)时为振动减弱点。若两波源振动步调相反,则上述结论相反。
2.现象判断法:若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷相遇,该点为振动加强点,若总是波峰与波谷相遇,则为振动减弱点。
[示例] 在阶梯教室中,如图所示是教室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2处是与讲台上话筒等高且相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒,再次放大时可能会产生啸叫,为了避免啸叫,话筒需摆放在讲台上的适当位置,在这些位置上的两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为v=340 m/s,报告人声音的频率为f=136 Hz,忽略讲台的宽度,则:
(1)求报告人声音的波长λ。
(2)图中B点是振动加强点还是振动减弱点 试通过计算说明。
(3)讲台上能够避免啸叫的位置有多少个
【答案】 (1)2.5 m　(2)见解析　(3)4个
【解析】 (1)报告人声音的波长是λ==2.5 m。
(2)B点与两个声源的路程差为
ΔxB=-=5 m=2λ,
即两个声源到B点的路程差为波长的整数倍,所以B点为振动加强点。
(3)设P是AB上任意的一个消音点,则该点与两个声源的路程差应该满足
ΔxP=-=±(2k+1)(k=0,1,2,…),
由于P是在AB间的点,
即有|ΔxP|<2λ,因此k只能取0和1,所以AB上共有4个消音点。
科学·技术·社会·环境
　干涉型消声器
　　干涉型消声器是根据声波的干涉原理制作的。最简单的干涉型消声器是把声波分成两路。声波通过不同长度的传播途径,在主通道的汇合处,振幅相等、相位相反的两个声波,彼此相互干涉,从而降低了噪声的辐射。这种类型的消声器对单频或频率范围较窄的低频噪声有较好的消声效果,对于宽频带的噪声则没有什么效果。
[示例] (双选)手机上一般会有两个麦克风,某同学查阅手机说明书后得知有一个麦克风为降噪麦克风,如图甲所示。进一步查阅资料知道:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图乙所示,实线对应环境噪声波,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是(　　)
甲
乙
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动加强
B.降噪声波的频率与环境噪声波的频率应该相同
C.降噪声波与环境噪声波的传播速度大小相等
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】 BC
【解析】 由题图乙可知降噪声波与环境声波波长相等,在同一种介质中传播速度相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波振幅相同、相位相反,所以振动减弱,起到降噪作用,P点振动减弱,A错误,B、C正确;P点并不随波的传播方向移动,D错误。
1.(双选)波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a,另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2(f1A.两列波同时离开P点
B.两列波在相遇后彼此互不影响
C.两列波的波峰在P点左侧相遇
D.P点偏离平衡位置的最大位移为A1+A2
【答案】 BC
【解析】 由于b波的波长较小,b波先离开P点,选项A错误;由波的叠加原理可知,两列波在相遇后可分别穿透而过,彼此互不影响,选项B正确;题图中两列波波峰的正中间位于P点左侧,所以两列波波峰在P点左侧相遇,选项C正确;两列波的波峰没有在P点相遇,P点偏离平衡位置的最大位移小于A1+A2,选项D错误。
2.(双选)处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动,向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波,波在同一区域传播,形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰,虚线表示波谷,N点为波峰与波谷相遇点,M点为波峰与波峰相遇点。下列说法正确的是(　　)
A.两个振源S1和S2的振动频率不一定相同
B.M点为振动加强点,其振幅为A
C.N点始终处在平衡位置
D.从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点竖直高度差为0
【答案】 CD
【解析】 因为振源S1和S2发出的两列波形成稳定的干涉图样,故两列波为相干波,两个振源S1和S2的振动频率一定相同,故A错误;M点为振动加强点,其振幅为2A,故B错误;两列简谐横波的振幅均为A,且N点为振动减弱点,故N点始终处在平衡位置,故C正确;从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点均处在平衡位置,故竖直高度差为0,故D正确。
3.(双选)在做观察水波衍射实验的时候,水槽中盛有一定深度的水,改变波源的频率和狭缝的宽度,分别拍摄了以下四幅照片。对于照片上出现的情景,下列判断正确的是(　　)
A.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
B.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
C.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
D.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越长的水波衍射现象越明显
【答案】 BD
【解析】 已知甲、乙中水波波长相同,由题图可知乙的衍射现象更明显,即狭缝的宽度越小衍射现象越明显,A错误,B正确;已知丙、丁中狭缝宽度一样,由题图可知丙的衍射现象更明显,可知波长越长的水波衍射现象越明显,D正确,C错误。
4.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的。若 Δr=|r2-r1|,则Δr等于(　　)
A.波长λ的整数倍 B.波长λ的奇数倍
C.半波长的奇数倍 D.半波长的偶数倍
【答案】 C
【解析】 根据干涉特点知,两相干波的路程差为波长的整数倍时,此点为振动加强点,而消除噪声不能加强,故A、B错误;路程差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点,本题为消除噪声,要减弱振动,故C正确,D错误。
5.波源S1和S2的振动方向相同,频率均为 4 Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2 m,O是坐标原点,如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4 m/s,则简谐横波的波长为　　　　 m。已知两波源振动的初始相位相同,两列波引起x=0.5 m处质点的振动相互　　 　　(选填“加强”或“减弱”);OA间合振动振幅最小的点的位置有　　　 　个。
【答案】 1　加强　4
【解析】 根据公式v=λf可知,简谐横波的波长为λ==1 m,
两波源到x=0.5 m处质点的路程差为1 m,振动相互加强。
以O为坐标原点,设P为OA间任一点,其坐标为x,则两波源到P点的路程差
Δx=|x-(2-x)|=|2x-2|(0≤x≤2),
可知,两波源到P点的路程差的取值范围为0≤Δx≤2,
要想合振动振幅最小,则该点为振动减弱点,则满足Δx=(k+)λ(k为整数),
根据以上条件,当k=0时,联立解得x1=0.75 m,x2=1.25 m。
当k=1时,联立解得x3=1.75 m,x4=0.25 m,
则OA间合振动振幅最小的点的位置x可以为 0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m,共4个。
课时作业
基础巩固
1.(双选)下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是(　　)
A.相遇之后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强
B.相遇并彼此穿过之后,两列波的运动特征与相遇前完全相同
C.在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和
D.相遇之后,叠加区域内质点的振动均加强
【答案】 BC
【解析】 波在相遇时独立传播,互不影响,A错误,B正确;根据波的叠加原理,可知在两列波相遇区域振动位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和,C正确;同相波叠加,振动加强,反相波叠加,振动减弱,D错误。
2.关于波的干涉和衍射,说法正确的是(　　)
A.有的波能发生干涉现象,有的波能发生衍射现象
B.产生干涉现象的必要条件之一,就是两列波的频率相等
C.波具有衍射特性的条件,是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长小
D.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大
【答案】 B
【解析】 一切波均能发生衍射与干涉现象,但产生明显的衍射现象必须是波的波长比障碍物尺寸大或相差不多,而要发生干涉现象必须是频率相同的两列波,故A、C错误,B正确;在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移不是始终保持最大,而是振幅最大,故D错误。
3.下列关于波的衍射的说法正确的是(　　)
A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件
B.与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较长
C.对同一列波,狭缝或障碍物越大衍射现象越明显
D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
【答案】 B
【解析】 衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射现象,故A、D错误;声波的波长在1.7 cm到 17 m 之间,一般常见的障碍物的大小与之相比,声波的波长较长,所以声波容易发生明显的衍射现象,B正确;发生明显的衍射现象是有条件的,只有狭缝或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,C错误。
4.(双选)如图所示为同种介质中两列相向传播的振幅、波长都相同的横波,它们在O点相遇后,下列图像可能存在的是(　　)
　
A B
　
C D
【答案】 BD
【解析】 当左列波的波峰和右列波的波谷相遇时,叠加后的图像为B;当两列波的波峰相遇时,叠加后的图像为D;而A和C是不可能出现的,故选 B、D。
5.(双选)在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器,两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中,该同学听到扬声器的声音(　　)
A.强弱交替变化是波的衍射现象
B.强弱交替变化是波的干涉现象
C.由强变弱的次数为3次
D.由强变弱的次数为4次
【答案】 BD
【解析】 由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器连续发出波长为5 m的声波,两个同频率的声波在空气中相遇会发生干涉现象,当该同学到两个声源的间距差为波长整数倍时,振动加强,听到声音是加强的,故该同学从中间向一侧移动0、2.5 m、5.0 m、7.5 m、10 m时,听到声音变大;当该同学到两个声源的间距差为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的,故该同学从中间向一侧移动1.25 m、3.75 m、6.25 m、8.75 m时,声音减弱;故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次;故B、D正确,A、C错误。
6.(双选)如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法正确的有(　　)
A.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响
C.假设波浪的波长约为60 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D.假设波浪的波长约为60 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响
【答案】 AD
【解析】 当障碍物或狭缝的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象,波浪的波长约为10 m时,不能发生明显的衍射现象,则A、B两处小船基本上不受波浪影响,A正确,B错误;波浪的波长约为60 m时,能发生明显的衍射现象,则A、B两处小船明显受到波浪影响,C错误,D正确。
7.(双选)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域,如图中实线所示。P是振动加强区域中的一点,从图中可看出(　　)
A.S1波在该区域的传播速度比S2波的大
B.P点到两波源的距离差等于λ
C.P点此时刻振动最强,过半个周期后振动变为最弱
D.S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长
【答案】 BD
【解析】 两列波在同一介质中传播,传播速度相等,故A错误;由题图可知P点到两波源的距离差等于λ,故B正确;P点处于振动加强区,此时刻振动最强,经过半个周期振动仍然最强,故C错误;S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长,故D正确。
能力提升
8.如图所示,S1和S2是两个振动情况完全相同的波源,t=0时均从平衡位置开始向上振动,形成两列横波,波长均为4 m,振幅均为 2 cm,两者位于同一直线上,相距 12 m,连线上有一质点A,与S1的距离为3 m。机械波在介质中传播的速度为2 m/s。下列说法正确的是(　　)
A.两列波的频率均为2 Hz
B.两列波叠加后质点A振幅为4 cm
C.0~3 s,质点A通过的路程为8 cm
D.两列波叠加后S1和S2连线之间有5个振动加强点
【答案】 D
【解析】 机械波在介质中传播的速度v=2 m/s,两列横波的波长均为λ=4 m,故两列波的频率均为f== Hz=0.5 Hz,故A错误;两波源到A点的波程差x=S2A-S1A=9 m-3 m=6 m=3 ,两列波叠加后质点A为减弱点,则质点A振幅为0,故B错误;S1与A点距离为 3 m,机械波在介质中传播的速度v=2 m/s,则波源S1产生的波传到A点时所用的时间t1= s=1.5 s,S2与A点距离为9 m,则波源S2产生的波传到A点时所用的时间t2= s=4.5 s,故t=3 s时波源S2产生的波还未到达A点,波源S1产生的波1.5 s时到达A点,其周期 T== s=2 s,再经1.5 s,A点振动个周期,质点A通过的路程为3×2 cm=6 cm,故C错误;设振动加强点到S1的距离为x,则到S2的距离为12 m-x,则应满足|x-(12 m-x)|=2n=4n(n=0,1,2,…),可求得 x=2,4,6,8,10,即两列波叠加后S1和S2连线之间有5个振动加强点,故D正确。
9.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样,从图样可知(　　)
A.B侧波是衍射波
B.A侧相邻波纹间距大于B侧相邻波纹间距
C.如果孔的大小不变,减小水波波源的频率,衍射现象将更明显
D.增大挡板间距,衍射现象将更明显
【答案】 C
【解析】 由题图可知,A侧波是衍射波,选项A错误;两侧的波的频率和波速相同,则波长相同,即A侧相邻波纹间距等于B侧相邻波纹间距,选项B错误;当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时,会产生明显的衍射现象,如果孔的大小不变,减小水波波源的频率,则波长变大,衍射现象将更明显,选项C正确;增大挡板间距,衍射现象将变得不明显,选项D错误。
10.(双选)如图所示,水平面上的同一区域介质内,甲、乙两列机械波独立传播,传播方向互相垂直,波的频率均为2 Hz,图中显示了某时刻两列波的波峰与波谷情况,实线为波峰,虚线为波谷。甲波的振幅为5 cm,乙波的振幅为10 cm。质点2、3、4共线且等距离。下列说法正确的是(　　)
A.质点2的振幅为5 cm
B.图示时刻,质点2、4的竖直高度差为30 cm
C.图示时刻,质点3正处于平衡位置且向上运动
D.从图示时刻起,经0.25 s质点5通过的路程为10 cm
【答案】 BD
【解析】 质点2在两波谷相遇处,应为振动加强点,振幅为15 cm,A错误;图示时刻质点2在波谷处,质点4在波峰处,竖直高度差为30 cm,B正确;质点3处于两列波的波峰和波谷中间,是平衡位置,根据带动法,质点3应向下运动,C错误;质点5处于波峰和波谷相遇位置,是振动减弱点,振幅为5 cm,周期为0.5 s,0.25 s为半个周期,经过路程为2倍振幅,即10 cm,D正确。
11.水面上存在频率相同、振幅均为1 cm的两个波源a和b,它们之间的距离为14 m (e点位于ab连线的中点处)。两波源从t=0时刻开始同时从平衡位置向上振动,t=4.5 s时,水面上第一次观察到如图所示的分布(实线代表波峰,虚线代表波谷)。下列说法正确的是(　　)
A.波的传播速度为2 m/s
B.图中所标c点和d点为振动加强点
C.t=4.5 s时,e点处质点刚好经过平衡位置向上振动
D.从t=0到t=4.5 s的时间内,e点处质点通过的路程为2 cm
【答案】 A
【解析】 由题图可知xab=2λ+λ=14 m,解得 λ=4 m,t=0时刻开始波源从平衡位置向上振动,从 t=0 到t=4.5 s的时间内波传播的距离为 Δx=2λ+λ=9 m,波的传播速度为v==2 m/s,故A正确;题图中所标c点和d点到两波源的距离差均为Δx1=2λ-λ=1λ,所以为振动减弱点,故B错误;由xae==7 m,所以 tae==3.5 s,t=4.5 s时,波传播到e点从平衡位置向上振动,振动的时间为t1=4.5 s-3.5 s=1 s,波的周期T==2 s,由t1=T,可知t=4.5 s 时,e点处质点刚好经过平衡位置向下振动,故C错误;两列波传到e点后,e点振动加强,振幅为2A,因此从t=0到t=4.5 s的时间内,e点处质点通过的路程为s=2×2A=4 cm,故D错误。
12.如图所示是两波源S1、S2在水槽中形成的波形,两列波的振幅分别为A1、A2,传播速度分别为v1、v2,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。在两波相遇的区域　　　　(选填“会”或“不会”)产生干涉,传播速度v1　　 　　(选填“大于”“小于”或“等于”)v2,a点此时的位移大小为
　 　　　。
【答案】 不会　等于　A1+A2
【解析】 从题图中看出,两列波的波长不同,而在同一介质中不同的机械波(同为横波或纵波)的波速相等,根据v=λf知,两列水波的频率不同,而只有两列波的频率相同时才能产生干涉现象,所以在两波相遇的区域中不会产生干涉,此时a点为两列波波峰相遇的位置,位移大小为A1+A2。
13.如图所示,在同一均匀介质中有S1和S2两个波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动的步调完全一致,S1与S2之间相距5 m,若S1、S2振动频率均为5 Hz,两列波的波速均为10 m/s,B点为S1和S2连线的中点,今以B点为圆心,以R=BS1为半径画圆。
(1)该波的波长为多少
(2)在S1、S2连线上振动加强的点有几个
(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点 (可用画图的方式说明)
【答案】 (1)2 m　(2)5个　(3)10个
【解析】 (1)由公式λ=,可得λ= m=2 m。
(2)在S1、S2连线上任选一点A,则|Δx|=|S1A-S2A|<5 m=2.5λ,
即-2.5λ<Δx<2.5λ,
由加强的条件Δx=kλ(k为整数),
得-2.5故k=-2、-1、0、1、2,即有5个振动加强点。
(3)如图所示,以在S1、S2连线上振动加强的点有3个为例,A、B、C三点为振动加强的点,过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六个点,显然这六个点也为振动加强点,故圆周上共有6个振动加强点,因此,由(2)知在S1、S2连线上振动加强的点有5个,则圆周上共有10个振动加强点。(共61张PPT)
第3节　波的
干涉和衍射
[定位·学习目标]　
1.知道波的衍射现象,了解发生明显衍射的条件。2.知道波的叠加原理,知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象。3.了解形成稳定干涉图样的条件,知道波的干涉图样的特点。掌握振动加强点、减弱点的振动情况。4.知道衍射和干涉是波特有的现象。
探究·必备知识
「探究新知」
知识点一　波的叠加原理
1.独立性:几列波相遇后仍能够保持各自的运动特征( 、 、
等)不变并继续传播。
2.叠加原理:在相遇的区域里,介质中的质点 参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独存在时引起的位移的 。
波长
频率
振幅
同时
矢量和
知识点二　波的干涉现象
1.定义:振动频率和振动方向相同的两列波叠加后,振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象,称为波的干涉。
2.干涉图样:波的 中所形成的图样。
3.必要条件:两列波的 相同,振动方向相同。
4.普遍性:一切波都能发生干涉,干涉是波的 之一。
干涉
频率
重要特征
知识点三　波的衍射现象
1.定义:波绕过 或通过孔隙继续传播的现象。
2.发生明显衍射现象的条件:当障碍物或狭缝的尺寸跟波长 ,或者比波长 时,才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射的普遍性:一切波都能发生 , 是波特有的现象。
障碍物
相差不大
更小
衍射
衍射
「新知检测」
1.思考判断[正确的打“√”,错误的打“×”]
(1)只有频率相同的两列波才可以叠加。(　 　)
(2)水面上传播的水波能够绕过芦苇、石头、桥洞,都是典型的水波衍射现象。(　 　)
(3)在振动减弱的区域,各质点都处于波谷。(　 　)
×
√
×
(4)两个人一起说话,不会发生干涉现象。(　 　)
(5)波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加,发生稳定干涉图样是有条件的。(　 　)
√
√
2.思维探究
(1)你知道“风声、雨声、读书声,声声入耳”体现了波的什么性质吗
【答案】 (1)声波在相互交错、叠加之后互不影响,仍能保持原来的性质向前传播,这种现象体现了波传播具有独立性。
(2)有人说在波的干涉图样中,加强点就是位移始终最大的点,减弱点就是位移始终为0的点,这种说法对吗
【答案】 (2)这种说法不正确。在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和为振幅做振动的点,某一瞬时振动位移可能是0。同理,减弱点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点,它的位移不一定始终为0。
突破·关键能力
要点一　对波的叠加的理解
1.波的独立传播特性
两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形都跟相遇前一样,也就是说,相遇后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响,即各自的波长、频率、振幅等保持不变。
「要点归纳」
2.波的叠加原理
几列波在同一介质中传播,在介质中某一点(或某一区域)相遇时,每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播,彼此之间互不影响,好像没有遇到另一列波一样。在它们相遇的区域里,介质的质点同时参与这几列波所产生的振动,每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动,质点振动的位移等于这几列波单独存在时引起的位移的矢量和。当这几列波振动方向在同一直线上时,这几个位移的矢量和在选定正方向后可简化为代数和。
两列同相波的叠加,振动加强,振幅增大,如图甲所示。
两列反相波的叠加,振动减弱,振幅减小,如图乙所示。
波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是两个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小。
[例1] 波源1、2分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源振幅相同,发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t=0时刻绳上的波形如图甲所示。根据波的叠加原理,下列叙述正确的是(　　)
A.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丙所示
B.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示
C.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图乙所示
D.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示
D
【解析】 当t=2 s时,根据传播速度可知,它们相互重叠,由于振动方向相反,则振动减弱,波形如题图丙所示;当t=4 s时,各自传播了4 m,由于互不干扰,所以波形如题图丁所示,故选项D正确。
[针对训练1] 如图甲,两列振幅和波长相同而传播方向相反的波,在相遇的某一时刻(如图乙),两列波“消失”,此时介质中M、N两质点的运动方向是
(　　)
A.M、N都静止
B.M、N都向上
C.M向下,N向上
D.M向上,N向下
C
【解析】 由题图可知,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以题图乙的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,向左传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时M质点的运动方向向下,N质点的运动方向向上,故C正确,A、B、D错误。
要点二　对波的干涉的理解
「情境探究」
如图所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音机上,一名同学沿着AB方向走来,他听到的声音会有什么变化 为什么
【答案】 声音忽强忽弱,因为两列声波发生了干涉现象。
「要点归纳」
1.发生干涉的条件
(1)两列波的频率相同;
(2)相位差恒定;
(3)振动方向相同。
2.干涉图样及其特征
(1)干涉图样:如图所示。
(2)特征。
①加强区和减弱区的位置固定不变。
②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。
③加强区与减弱区互相间隔。
3.关于加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点:在某些点两列波引起的振动始终加强,质点的振动最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2。
(2)减弱点:在某些点两列波引起的振动始终削弱,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于0,并不振动,保持静止。
[例2] 如图所示为两个相干波源发出的水波,波峰如图中实线所示,波谷如图中虚线所示。已知两列波的振幅分别为5 cm、10 cm,AB连线的中点为C点。在图中C点是振动　　　　(选填“加强”或“减弱”)点;从图示时刻起经过半个周期后,A点的位移为　　　 cm,E点是振动　　　　(选填“加强”或“减弱”)点。(规定竖直向上为位移的正方向)
加强
-15
减弱
【解析】 振动加强的点为波峰和波峰相遇或者波谷与波谷相遇,A、B两点均是振动加强的点,A、B连线上的点都是振动加强的点,C点也是振动加强点。A点是波峰和波峰相遇,经过半个周期后是波谷和波谷相遇,所以位移为-15 cm,E点是波峰与波谷相遇,始终是振动减弱点。
对振动加强点、减弱点的理解
(1)振动加强点和振动减弱点始终以波源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,其振幅可为0),振动加强点并不是始终处于波峰,其位移随时间不断变化,只是振幅最大,等于两列波的振幅之和。
(2)振动减弱的质点并非一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅
之差。
·学习笔记·
[针对训练2] 如图所示是水平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,虚线为波谷波面。已知两列波的振幅均为2 cm,波速均为 2 m/s,波长均为8 m,E点在BD连线上,下列说法正确的是(　　)
A.A、C两处质点是振动加强点
B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4 cm
C.E点处质点是振动减弱的质点
D.A、C两处质点一直在平衡位置
D
【解析】 A、C两处为波峰与波谷相遇,为振动减弱点,振幅为零,一直在平衡位置,故A错误,D正确;B点为波谷与波谷相遇,此时位移为-4 cm,D点为波峰与波峰相遇,此时位移为4 cm,故B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为8 cm,故B错误;B点为波谷与波谷相遇,D点为波峰与波峰相遇,可知BD连线为振动加强区,故E点处质点是振动加强的质点,故C错误。
要点三　对波的衍射现象的理解
「情境探究」
如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽,波源的频率是可以调节的,槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的狭缝,观察水波的传播。也可以在水槽中放置宽度不同的挡板,观察水波的传播。思考下列问题:
(1)水波遇到狭缝时,会观察到什么现象 依次减小狭缝尺寸,观察到的现象有什么变化
【答案】 (1)水波遇到狭缝时,水波能穿过狭缝,并能到达挡板后面的“阴影区”,狭缝的尺寸减小时,水波到达“阴影区”的现象更加明显。
(2)当水波遇到较大的挡板时,会观察到什么现象 当挡板较小时,会观察到什么现象
【答案】 (2)当水波遇到较大的挡板时,将会返回,当挡板较小时,波能继续向前传播。
「要点归纳」
1.波的衍射
波的衍射是没有条件的,衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或狭缝的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件。
2.波的衍射的实质
波传到狭缝或障碍物时,狭缝或障碍物处的质点仿佛是一个新波源,由它发出的与原来同频率的波在狭缝或障碍物后传播,就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。
[例3] (双选)如图所示是观察水波衍射的实验装置。AC和BD是两块挡板,
AB是一个狭缝,O是波源。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)之间的距离表示一个波长,则关于波经过狭缝之后的传播情况,下列描述正确的是(　　 )
A.此时能观察到波明显的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离不相等
C.如果将狭缝AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果狭缝的大小不变,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象
AC
使波产生明显衍射的两种方法
一是在波长不变的情况下改变障碍物或狭缝的大小,使其尺寸变小;
二是在障碍物或狭缝不变的情况下改变波长,使其波长变长。
·学习笔记·
[针对训练3] 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,两板中间有一狭缝,此时测得A点没有振动,为了使A点能发生振动,可采用的方法有:①增大波源的频率;②减小波源的频率;③将N板向上移动一些;④将N板向下移动一些。以上方法正确的是(　　)
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
B
【解析】 根据题意可知,测得A点没有振动,说明波没有发生明显的衍射现象,原因是M、N间的缝太宽或波长太小,因此若使A处质点振动,可采用N板上移以减小两板间距或增大波的波长,即减小波源频率,故②③正确,①④错误。故选B。
提升·核心素养
「模型·方法·结论·拓展」
振动加强点和振动减弱点的判断方法
2.现象判断法:若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷相遇,该点为振动加强点,若总是波峰与波谷相遇,则为振动减弱点。
[示例] 在阶梯教室中,如图所示是教室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2处是与讲台上话筒等高且相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒,再次放大时可能会产生啸叫,为了避免啸叫,话筒需摆放在讲台上的适当位置,在这些位置上的两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为v=340 m/s,报告人声音的频率为f=136 Hz,忽略讲台的宽度,则:
(1)求报告人声音的波长λ。
【答案】 (1)2.5 m　
(2)图中B点是振动加强点还是振动减弱点 试通过计算说明。
(3)讲台上能够避免啸叫的位置有多少个
【答案】 (3)4个
「科学·技术·社会·环境」
干涉型消声器
干涉型消声器是根据声波的干涉原理制作的。最简单的干涉型消声器是把声波分成两路。声波通过不同长度的传播途径,在主通道的汇合处,振幅相等、相位相反的两个声波,彼此相互干涉,从而降低了噪声的辐射。这种类型的消声器对单频或频率范围较窄的低频噪声有较好的消声效果,对于宽频带的噪声则没有什么效果。
[示例] (双选)手机上一般会有两个麦克风,某同学查阅手机说明书后得知有一个麦克风为降噪麦克风,如图甲所示。进一步查阅资料知道:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图乙所示,实线对应环境噪声波,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是(　 　)
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动加强
B.降噪声波的频率与环境噪声波的频率应该相同
C.降噪声波与环境噪声波的传播速度大小相等
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
甲
乙
BC
【解析】 由题图乙可知降噪声波与环境声波波长相等,在同一种介质中传播速度相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波振幅相同、相位相反,所以振动减弱,起到降噪作用,P点振动减弱,A错误,B、C正确;P点并不随波的传播方向移动,D错误。
乙
检测·学习效果
1.(双选)波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a,另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2(f1A.两列波同时离开P点
B.两列波在相遇后彼此互不影响
C.两列波的波峰在P点左侧相遇
D.P点偏离平衡位置的最大位移为A1+A2
BC
【解析】 由于b波的波长较小,b波先离开P点,选项A错误;由波的叠加原理可知,两列波在相遇后可分别穿透而过,彼此互不影响,选项B正确;题图中两列波波峰的正中间位于P点左侧,所以两列波波峰在P点左侧相遇,选项C正确;两列波的波峰没有在P点相遇,P点偏离平衡位置的最大位移小于A1+A2,选项D错误。
2.(双选)处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动,向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波,波在同一区域传播,形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰,虚线表示波谷,N点为波峰与波谷相遇点,M点为波峰与波峰相遇点。下列说法正确的是(　 　)
A.两个振源S1和S2的振动频率不一定相同
B.M点为振动加强点,其振幅为A
C.N点始终处在平衡位置
D.从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点竖直高度差为0
CD
【解析】 因为振源S1和S2发出的两列波形成稳定的干涉图样,故两列波为相干波,两个振源S1和S2的振动频率一定相同,故A错误;M点为振动加强点,其振幅为2A,故B错误;两列简谐横波的振幅均为A,且N点为振动减弱点,故N点始终处在平衡位置,故C正确;从图示时刻开始经过四分之一周期,M、N两点均处在平衡位置,故竖直高度差为0,故D正确。
3.(双选)在做观察水波衍射实验的时候,水槽中盛有一定深度的水,改变波源的频率和狭缝的宽度,分别拍摄了以下四幅照片。对于照片上出现的情景,下列判断正确的是(　 　 )
A.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
B.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
C.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
D.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越长的水波衍射现象越明显
BD
【解析】 已知甲、乙中水波波长相同,由题图可知乙的衍射现象更明显,即狭缝的宽度越小衍射现象越明显,A错误,B正确;已知丙、丁中狭缝宽度一样,由题图可知丙的衍射现象更明显,可知波长越长的水波衍射现象越明显,D正确,C错误。
4.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的。若 Δr=|r2-r1|,则Δr等于(　　)
C
【解析】 根据干涉特点知,两相干波的路程差为波长的整数倍时,此点为振动加强点,而消除噪声不能加强,故A、B错误;路程差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点,本题为消除噪声,要减弱振动,故C正确,D错误。
5.波源S1和S2的振动方向相同,频率均为 4 Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2 m,O是坐标原点,如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4 m/s,则简谐横波的波长为　　　　 m。已知两波源振动的初始相位相同,两列波引起x=0.5 m处质点的振动相互　　　　(选填“加强”或“减弱”);OA间合振动振幅最小的点的位置有　　　　个。
1
加强
4
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