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0:00–0:30先看现象:左侧一排排竖直的波峰线向右推进——这是平面波,间距就是波长 λ。它撞上带缝的挡板后,只有缝里的部分能过去。注意看缝后的波前:不只是"直着往前走",还向上下两侧弯了过去。
0:30–1:00为什么会弯?用惠更斯原理解释:缝里的每一个点(画面上缝内的小青点)都是新的子波源,各自向前发出圆形子波。这些圆的公共包络就是新的波前——中间一段是平的(宽度恰好等于 d),两端是以缝两端点为圆心的圆弧。
1:00–1:30把缝宽 d 从 8 m 一路拖小到 0.5 m,波长不动。缝越窄,平直段越短、圆弧越亮,波前越接近以缝为中心的一整段圆弧——波"忘了"自己原来是平面波。状态条从"接近直线传播"切换到"衍射显著"。
1:30–2:00换个做法:缝宽固定在 4 m,把波长 λ 从 0.5 m 拖大到 4 m。同样能让衍射从不明显变显著。归纳:起决定作用的不是 d 或 λ 本身,而是比值 d/λ——d ≤ λ 显著,d > 3λ 近似直线传播。强调这是经验判据,衍射本身总是存在。
2:00–2:30现场算左边这道题:λ = v/f = 2/2.5 = 0.8 m,d/λ = 5 > 3,所以接近直线传播。要衍射显著就得让 λ 增大到至少 4 m,而波速由介质决定不变,所以 f 至多 0.5 Hz。点"用这组参数打开实验",状态条立刻印证计算。
2:30–3:00最后纠正两个误区:一是"波速越快衍射越明显"——错,拖动 v 滑块看,d/λ 不变衍射程度就不变;二是衍射和干涉是两回事但都是波的"身份证":干涉是两列波叠加出稳定的强弱分布,衍射是一列波绕过障碍。声音能绕过门缝、隔墙有耳,就是因为声波波长与门缝尺寸相当。