【課件】波的干涉課件-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

人教版普通高中物理

選擇性必修第一冊3.4波的干涉兩個(gè)運(yùn)動的小球相遇后會發(fā)生碰撞而各自改變運(yùn)動狀態(tài)。思考：如果兩列或幾列波在空間相遇時(shí)及相遇后將會發(fā)生什么現(xiàn)象?閱讀教材“波的疊加”下的內(nèi)容、觀看視頻并填空一、波的疊加1.波的獨(dú)立傳播：幾列波相遇并彼此穿過后,仍然保持各自的

,繼續(xù)傳播。即各自的

、

等保持不變。2.波的疊加:在幾列波重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動,質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的

。

運(yùn)動特征波長頻率矢量和1.如圖所示,實(shí)線和虛線表示兩個(gè)波長和振幅都相同的簡諧橫波(各只有半個(gè)波形),兩波在同一根彈性繩上分別向左、向右傳播。某一時(shí)刻兩列波的位置如圖所示。P、Q、S表示三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，以下說法正確的是（

）A2.如圖所示，S1、S2是軟繩兩端的波源，同時(shí)做半個(gè)周期的簡諧運(yùn)動形成兩列簡諧波，已知波源S1、S2的振幅分別為A1、A2，周期為T1、T2，P為軟繩的中點(diǎn)，下列分析正確的是（）C(1)經(jīng)時(shí)間t1左側(cè)波的波峰到達(dá)M點(diǎn),此時(shí)繩中M點(diǎn)的位移的大小、方向及振動方向如何?3.一條長為L的彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點(diǎn),左右兩側(cè)的P、Q點(diǎn)同時(shí)開始上下振動,一段時(shí)間后產(chǎn)生的波形如圖,左側(cè)的波長是右側(cè)的2倍,右側(cè)波長為λ,左側(cè)振幅為2A,右側(cè)振幅為A。試分析:此時(shí)M點(diǎn)的位移為2A，方向向上，振動方向向下(2)經(jīng)時(shí)間t2右側(cè)第二個(gè)波峰剛好到達(dá)M點(diǎn),此時(shí)繩中M點(diǎn)的位移的大小、方向及振動方向如何?(3)在兩列波相遇的過程中,繩中質(zhì)點(diǎn)的最大位移為多少?繩中M點(diǎn)的位移能否達(dá)到最大位移？在兩列波相遇的過程中，繩中質(zhì)點(diǎn)的最大位移為3A，繩中M點(diǎn)的最大位移不會達(dá)到3A兩列周期相同的波相遇時(shí)，在它們重疊的區(qū)域里會發(fā)生什么現(xiàn)象？我們先觀察，然后再作解釋。二、波的干涉1.波的干涉:

相同

恒定

相同的兩列波疊加時(shí),某些區(qū)域的

,振動總是

;某些區(qū)域的振幅減小,振動總是

,而且振幅增大的區(qū)域和振幅減小的區(qū)域相互間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉，所形成的穩(wěn)定圖樣叫作干涉圖樣。

2.干涉條件:頻率

、相位差

，振動方向相同。3.一切波都能發(fā)生干涉,干涉是

的現(xiàn)象。相同恒定波特有頻率相位差振動方向振幅增大加強(qiáng)減弱4.對干涉的理解①在波的疊加區(qū)域，若峰峰（或谷谷）同時(shí)抵達(dá)同一點(diǎn)如a點(diǎn)，則該點(diǎn)振動疊加后振幅最大，振動最為強(qiáng)烈，形成振動加強(qiáng)點(diǎn)A=A1+A2——該點(diǎn)稱為相長干涉或建設(shè)性干涉。③可以證明振動加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)交替出現(xiàn)，各自構(gòu)成雙曲線。且介于加強(qiáng)點(diǎn)和削弱點(diǎn)之間的各質(zhì)點(diǎn)振幅A1－A2<A<A1+A2④加強(qiáng)點(diǎn)振幅是恒定的，但位移是變化的并非總是最大，位移變化范圍為【－（A1+A2），A1+A2】。②在波的疊加區(qū)域，若峰谷同時(shí)抵達(dá)同一點(diǎn)如b點(diǎn)，則該點(diǎn)振動疊加后振幅最小，振動最弱，形成振動削弱點(diǎn)，A=A1－A2——該點(diǎn)稱為相消干涉或摧毀性干涉。據(jù)雙曲線的性質(zhì)可知，0級、1級、2級加強(qiáng)線上任意一點(diǎn)到s1、s2距離之差絕對值依次為：0、1λ、2λ……

請歸納總結(jié)出加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷方法?。?！三、波的干涉中振動加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷1.某質(zhì)點(diǎn)的振動是加強(qiáng)還是減弱,取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr。

2.圖像法：在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接形成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。1.如圖所示為兩列波傳播過程中某時(shí)刻的圖像，這兩列波頻率相同、相位差恒定，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實(shí)線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍內(nèi)可以認(rèn)為這兩列波的振幅均為1cm，C點(diǎn)是B、D兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，則（

）A．圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的高度差為2cmB．圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向下運(yùn)動C．F點(diǎn)到兩波源的路程差為零D．經(jīng)過0.1s，A點(diǎn)的位移為零D2．如圖所示，S1、S2為兩個(gè)振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為λ，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成了5個(gè)振動加強(qiáng)的區(qū)域，如圖中實(shí)線所示。P是振動加強(qiáng)區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出（

）A．S1波在該區(qū)域的傳播速度比S2波的大B．P點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5λC．P點(diǎn)此時(shí)刻振動最強(qiáng)，過半個(gè)周期后振動變?yōu)樽钊鮀．S1、S2連線和加強(qiáng)區(qū)交點(diǎn)等間距，間距為半波長D3．如圖為水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰（實(shí)線）和波谷（虛線），兩波源振幅均為3.5cm，下列說法正確的是（

）A．B、C兩質(zhì)點(diǎn)都是振動加強(qiáng)點(diǎn)B．質(zhì)點(diǎn)A、D在該時(shí)刻的高度差為14cmC．再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動加強(qiáng)點(diǎn)D．再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)D的位移為零B4．如圖所示，在同一均勻介質(zhì)中有S1、S2兩波源。這兩個(gè)波源的頻率和振動步調(diào)都相同。S1、S2之間的距