【課件】波的干涉+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

3.4

波的干涉學(xué)習(xí)目標要求核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力1.了解波的疊加原理。2.知道波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。3.知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象1.核心素養(yǎng)利用矢量合成法分析波的疊加。2.關(guān)鍵能力利用波傳播的獨立性分析問題的能力3.4

波的干涉學(xué)習(xí)目標01.了解波的疊加原理03.知道波的干涉條件02通過實驗，認識波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣04.利用波的干涉解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象相遇前相遇時刻相遇過程相遇后兩列波相遇相遇后一、波的疊加相遇前相遇時刻相遇過程相遇后兩列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保持各自的運動狀態(tài)，彼此都沒有受到影響。相遇后波的獨立傳播原理注意：當兩列波相遇時，保持獨立性，頻率、周期、波速、波長均不發(fā)生任何變化。一、波的疊加相遇前相遇時刻相遇過程相遇后相遇后波的疊加原理：

在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。一、波的疊加振動加強振幅增大振動減弱振幅減小峰峰谷峰波的疊加原理一、波的疊加紅綠光束空間交叉（光波）湖面上層層漣漪（水波）抖動的繩子（繩波）上課討論（聲波）波的獨立傳播一、波的疊加S1S2峰、峰谷、谷峰、谷加強點減弱點加強點加強點減弱點二、波的干涉振動的加強區(qū)：振動的減弱區(qū)：峰—峰相遇；谷—谷相遇。峰—谷相遇；谷—峰相遇。若振幅A1=A2，則減弱區(qū)如何？A=A1+A2質(zhì)點的位移之和就總等于0。二、波的干涉A=|A1-A2|振幅:振幅:波的干涉圖樣①把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點連起來，為振動加強區(qū)②相應(yīng)的振動最不激烈或靜止的質(zhì)點連起來，為振動減弱區(qū)③振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的二、波的干涉波的干涉1.定義：頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時，某些區(qū)域的振動總是加強，某些區(qū)域的振動總是減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉。形成的這種穩(wěn)定圖樣叫作干涉圖樣。2.形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件(1)兩波源的頻率相同；（相干波源）(2)振動方向相同；(3)相位差恒定。注意：波的干涉是波的疊加的特殊情形，一切波都能發(fā)生干涉，干涉和衍射都是波所特有的現(xiàn)象。二、波的干涉加強點的振幅為A1+A2;減弱點的振幅為|A1-A2|,每個質(zhì)點都在各自的平衡位置附近做簡諧運動。注意：①振動加強的區(qū)域振動始終加強，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱。②振動加強（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點的振幅大（?。?，而不是指振動的位移大（?。驗槲灰剖窃跁r刻變化的。思考①為什么振動加強（減弱）區(qū)是穩(wěn)定的，不隨時間變化？②振動加強區(qū)的質(zhì)點位移是不是一直最大呢？③振動加強點和振動減弱點間隔出現(xiàn)。二、波的干涉④加強點的振幅為A1+A2;減弱點的振幅為|A1-A2|,每個質(zhì)點都在各自的平衡位置附近做簡諧運動。振動加強點（減弱點）到兩列波的路程差與波長的關(guān)系?二、波的干涉S1S2a1a2a3a4b1b2b3b4二、波的干涉加強點，減弱點位置判斷

振動加強點的位置

振動減弱點的位置

二、波的干涉a1a2a3a4b1b2b3b4S1S2請判斷下列各點是加強點還是減弱點。（振動步調(diào)相反）二、波的干涉練習(xí)與應(yīng)用下圖表示兩列頻率相同，振幅相同的橫波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰，虛線表示波谷。（1）描述一個周期內(nèi)M、N兩個質(zhì)點的運動情況。（2）用空心小圓圈把振動最激烈的點標出來。探究三：形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件P形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件：兩列波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同二、波的干涉①一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象②干涉是波特有的現(xiàn)象電磁波（干涉條紋）聲波（降噪耳機）水波（湖面漣漪）聲波（操場上不同位置聲音不同）二、波的干涉二、波的干涉二、波的干涉課堂總結(jié)波的干涉一、波的疊加1.波的疊加現(xiàn)象二、波的干涉1.定義2.干涉圖樣3.產(chǎn)生條件:①頻率相同；②相位差恒定；③振動方向相同；4.干涉和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象．2.

波的疊加原理波的獨立傳播原理相遇前相遇時刻相遇過程相遇后[例1](多選)如圖所示,波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個波形a,同時另一個波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個波形b,且f1<f2,P為兩個波源連線的中點(圖中未畫出)。已知機械波在介質(zhì)中傳播的速度只由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定。下列說法正確的是(

)A.兩列波比較,a波將先到達P點B.兩列波在P點疊加時,P點的位移最大可達A1+A2C.b的波峰到達P點時,a的波峰還沒有到達P點D.兩列波相遇時,繩上位移可達A1+A2的點只有一個,此點在P點的左側(cè)CDBC[針對訓(xùn)練1](多選)如圖所示,甲、乙兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處,兩列波的速度均為v=1m/s,兩列波的振幅均為2cm,圖示為t=0時刻兩列波的圖像,此刻P、Q兩質(zhì)點剛開始振動。質(zhì)點M的平衡位置處于x=0.5m處,下列說法正確的是(

)A.質(zhì)點M的起振方向沿y軸正方向B.甲波源的振動頻率為1.25HzC.1s內(nèi)乙波源處的質(zhì)點通過的路程為0.2mD.在t=2s時刻,質(zhì)點Q的縱坐標為2cm波的干涉的分析[例2]將一端固定在墻上的輕質(zhì)繩在中點位置分叉成相同的兩股細繩,它們處于同一水平面上。在離分叉點相同長度處用左、右手在身體兩側(cè)分別握住直細繩的一端,同時用相同頻率和振幅上下持續(xù)振動,產(chǎn)生的橫波以相同的速率沿細繩傳播。因開始振動時的情況不同,分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是(

)A.甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同B.甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置C.乙圖中繩子分叉點右側(cè)始終見不到明顯的波形D.乙圖只表示細繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形C解析:甲圖中兩手開始振動時的方向相同,則甲圖中分叉點是振動加強的位置,所以A、B錯誤;乙圖中兩手開始振動時的方向恰好相反,則乙圖中分叉點是振動減弱的位置,則在分叉點的右側(cè)終見不到明顯的波形,所以C正確,D錯誤。[針對訓(xùn)練2]如圖所示,S1、S2是兩個步調(diào)完全相同的相干波源,其中實線表示波峰,虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持5cm不變,關(guān)于圖中所標的b、c、d三點,下列說法正確的是(

)A.d點始終保持靜止不動B.圖示時刻c點的位移為零C.b點振動始終加強,c點振動始終減弱D.圖示時刻,b、c兩點的豎直高度差為10cmA解析:d點是波峰與波谷相遇,振動減弱,振幅為零,故保持靜止,故A正確;b點是波峰與波峰相遇,c點是波谷與波谷相遇,它們均屬于振動加強點,由于每列波的振幅是5cm,則b點相對平衡位置高10cm,c點相對平衡位置低10cm,所以b、c兩點的豎直高度差為20cm,故B、C、D錯誤。加強點、減弱點的判斷CA.b點的振動總是最強,a、c兩點的振動總是最弱B.b點的振動總是最弱,a、c兩點的振動總是最強C.a、b、c三點的振動都總是最強D.a、b、c三點的振動都是有時最強有時最弱[針對訓(xùn)練3]如圖所示,在某一均勻介質(zhì)中,兩波源A、B位于一半徑為4m的圓的一條直徑上,距離圓心O點都是2m,其簡諧運動表達式均為x=0.1sin10πtm,圓周上的P點與A、B兩波源間的距離分別為5m和3m,波在該介質(zhì)中傳播速度為10m/s。下列說法正確的是(

)A.圓周上振動加強的點共有8個B.兩簡諧波都傳播到P點的時間差為0.1sC.兩簡諧波都傳播到P點后,P點振動的頻率為10HzD.兩簡諧波都傳播到P點后,P點振動的位移始終為0.2mA練習(xí)1.一個質(zhì)點同時受到兩列波的影響,若這兩列波波源振動情況完全相同,要使該質(zhì)點不振動,則必須具備的條件是(

)A.質(zhì)點到兩列波的波源的距離相等B.質(zhì)點應(yīng)在兩波源的連線上C.質(zhì)點到兩波源距離之差等于半波長的奇數(shù)倍D.質(zhì)點到兩波源的距離之差應(yīng)等于半波長的偶數(shù)倍C解析:波的干涉是頻率相同的兩列波疊加時,有些區(qū)域的振幅加大,有些區(qū)域的振幅減小,由于兩波源的振動情況完全相同,當質(zhì)點到兩波源距離之差等于半波長的奇數(shù)倍時,質(zhì)點振幅為零,即不振動,A、B、D錯誤,C正確。B練習(xí)2.如圖所示,S1、S2是振動情況完全相同的兩列水波的波源,振幅為A。a、b、c三點分別位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c是兩列波的波谷相遇點