一、波的叠加

波在传播过程中，会引起介质质点的振动。两列波传播到同一区域时，介质质点同时参与两列波所引起的振动，根据运动叠加原理，介质质点的振动是这两列波所引起的振动的叠加。每列波都有自己的特性：频率、波长、振幅、波速、波传播方向及质点振动方向等。两列波相遇后，彼此穿过，各自保持自己原来的特性继续向前传播。波的叠加对波以后的传播没有影响，就像它在传播过程中没有遇到其它波一样。

乐队合奏时我们能辨别不同乐器的演奏，几个人同时讲话时我们能听出某人的声音，都是波的叠加的实例。波叠加时，介质质点的振动情况一般都很复杂。图1-12是两列相向传播的绳波叠加的简单的示意图：（a）是相遇前两列波各自前进，（b）相遇时互相叠加，（c）相遇后各自按照自己的规律传播。

图1-12 波的叠加示意图

图1-13 水波的干涉

往平静的水面上扔两块石子，由它们激起的两列波纹在相遇区域会发生叠加，叠加的过程中，一些点的振动可能加强，另外一些点的振动可能减弱。某时刻，如果两列水波的波峰（或波谷）同时到达某点，则该点的振动加强，它的振幅为两列水波在该点的振幅之和；如果一列水波的波峰和另一列水波的波谷同时到某点，则该点的振动减弱，它的振幅是两列水波在该点的振幅之差。如果两列水波的频率和振动方向相同，它们在相遇区域叠加的图样很特别，这就是下面要讲的波的干涉现象。

二、波的干涉

频率相同、振动方向相同的两列波相遇，使得一些地方的振动始终加强，一些地方的振动始终削弱的现象，称为波的干涉。我们看到，在波的干涉中，加强的点和削弱的点是互相间隔的，图1-13是两列水波干涉的图样。

设两列波的振幅分别为A1和A2。波峰和波峰、波谷和波谷相遇的点，形成振动最强的点，它们的振幅为A1+A2。波峰和波谷相遇的点，是振动最弱的点，它们的振幅为|A1-A2|。其它的点都有确定的振幅，其值介于最大值A1+A2和最小值|A1-A2|之间。由于两列波频率相同、振动方向相同，介质中各点的振幅是不变的，始终以确定的振幅振动。

振动频率相同、振动方向也相同的波，称为相干波。它们的波源称为相干波源。

干涉现象是波动的重要特性之一。不仅水波能发生干涉现象，其他种类的相干波在叠加时也会产生干涉现象。因此，人们常用这种特性来判断某种运动是否具有波动性。(www.daowen.com)

三、波的衍射

通常，在同一种均匀介质中，波是沿直线传播的。例如，水中的波纹是一个一个的同心圆，说明波沿半径方向传向远处。波遇到障碍物时，传播情况会有所变化。如果障碍物很大，波继续沿直线传播，如图1-14所示。但是，如果障碍物很小，波就有明显地违背直线传播原理，发生衍射，如图1-15所示。

图1-14 波沿直线传播

图1-15 波的衍射

波绕过障碍物传播的现象，叫做波的衍射。一切波都能发生衍射。只是在有些情况下，波的衍射明显，在有些情况下，波的衍射不明显而已。所以衍射是波的另一重要特性。

发生衍射的条件是：障碍物的大小与波长差不多或比波长还小。这里所说的障碍物，包括细丝、小孔、狭缝等。在实际生活中有许多衍射现象，例如池塘中的水波能绕过芦苇，海中的波浪能够绕过不大的礁石等。

习题1-5

1.波发生干涉的条件是什么？

2.波发生衍射的条件是什么？