波的干涉+課件 【核心知識 精講精研】 高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第三章機械波4.波的干涉教學目標CONTENT010203知道波發(fā)生干涉現(xiàn)象的條件通過實驗認識波的干涉現(xiàn)象與干涉圖樣知道波的疊加原理兩列波相遇會發(fā)生什么現(xiàn)象？聲波相遇水波相遇新課引入觀察竹簾上兩個脈沖波相遇發(fā)生的現(xiàn)象波傳播的獨立性：

兩列波在某區(qū)域相遇后再分開，傳播情況與未相遇時相同，互不干擾。波的疊加性：

在相遇重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波所引起的振動，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。y=y1+y2波的疊加一知能提升注意：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。兩列周期性的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域里會發(fā)生什么現(xiàn)象？觀察水波的干涉資料波的干涉二知能提升兩個頻率和步調(diào)完全相同的波源產(chǎn)生的波的疊加規(guī)律M兩個頻率和步調(diào)完全相同的波源產(chǎn)生的波的疊加規(guī)律動態(tài)的情況比較復(fù)雜，我們不妨先分析一下某一時刻的波，如右圖所示。很明顯，波峰與波峰相遇，即紅線相交的點，波谷與波谷相遇，即藍線相交的點，在右圖這一時刻位移是最大的，例如右圖中處于兩波源連線中垂線上的紅色點M，這一時刻，M點處波谷與波谷相遇，位移最大，那么再經(jīng)過半個周期后，波峰與波峰相遇，位移仍然最大，也就是說著兩個波源在M點處引起的振動始終同步，雖然M點并不一直處在最大位移，但其振動是加強的，振幅是增大的。MP右圖中藍色點P，這一時刻，P點處波峰與波谷相遇，位移最小，那么再經(jīng)過半個周期后，波谷與波峰相遇，位移仍然最小，也就是說著兩個波源在P點處引起的振動始終相反，所以P點的位移始終最小。兩個頻率和步調(diào)完全相同的波源產(chǎn)生的波的疊加規(guī)律強

弱

強

弱

強弱

弱MPQ兩個頻率和步調(diào)完全相同的波源產(chǎn)生的波的疊加規(guī)律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.波的干涉：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。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（小），而不是指振動的位移大（?。?，因為位移是在時刻變化的。兩列波相遇疊加不一定能得到干涉圖樣。而要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的圖樣，則需要滿足一定的條件.注意：①不僅水波會發(fā)生干涉現(xiàn)象，聲波、電磁波等一切波，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象.②干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象.產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率必須相同.兩臺音響放大同一音頻信號：干涉教室中的燈發(fā)出的光：無干涉例.(多選)下圖表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇。圖中實線表示某時刻的波峰,虛線表示的是波谷,下列說法正確的是(

)A.a、c兩點的振動加強,b、d兩點的振動減弱B.e、f兩點的振動介于加強點和減弱點之間C.經(jīng)適當?shù)臅r間后,加強點和減弱點的位置互換D.經(jīng)半個周期后,原來位于波峰的點將位于波谷,原來位于波谷的點將位于波峰AD典例精析解析:波的干涉示意圖所示的僅是某一時刻兩列相干波疊加的情況。形成干涉圖樣的所有介質(zhì)質(zhì)點都在不停地振動著,其位移的大小和方向都在不停地變化著。但要注意,對于穩(wěn)定的干涉圖樣,振動加強和減弱的區(qū)域的空間位置是不變的。a點是波谷和波谷相遇的點,c點是波峰和波峰相遇的點,都是振動加強的點;而b、d兩點都是波峰和波谷相遇的點,是振動減弱的點,故選項A正確;e點位于加強點的連線上,為加強點,f點位于減弱點的連線上,為減弱點,故選項B錯誤;相干波源疊加產(chǎn)生的干涉是穩(wěn)定的,不會隨時間變化,故選項C錯誤;因形成干涉圖樣的介質(zhì)質(zhì)點也是不停地做周期性振動,經(jīng)半個周期步調(diào)相反,故選項D正確。一、波的疊加二、波的干涉課堂小結(jié)1.兩列波疊加時,關(guān)于介質(zhì)中的任一質(zhì)點的振動,下列說法正確的是(

)A.它的周期一定是兩分振動周期之和B.它的頻率一定是兩分振動頻率之和C.它的振幅一定是兩分振動振幅之和D.它的位移一定是兩分振動位移之和解析:兩列波疊加時,振動的周期和頻率不一定等于兩者之和。例如,頻率相同的兩列波疊加,某點的振動頻率可能等于每列波的頻率,也可能不振動。某點的振幅可能等于兩列波的振幅之和,也可能等于兩列波的振幅之差,但位移一定是兩分振動的位移之和,故選D。D2.下列現(xiàn)象屬于波的干涉現(xiàn)象的是(

)A.面對障礙物大喊一聲,過一會聽見自己的聲音B.將一個音叉敲響,人圍繞它走一周,將聽到忽強忽弱的聲音C.在障礙物的后面可以聽到前面的人說話的聲音D.一人敲一下長鋼管的一端,另一人緊貼長鋼管的另一端,先后聽到兩次聲音B3.兩列波相疊加產(chǎn)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,得到了干涉圖樣,以下關(guān)于干涉的說法錯誤的是(

)A.兩列波的頻率一定相等B.振動加強區(qū)與振動減弱區(qū)總是相互間隔的C.振動加強區(qū)與振動減弱區(qū)交替變化D.振動加強區(qū)在空間的位置一直不變解析:發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象時,振動加強和振動減弱的區(qū)域是穩(wěn)定的,加強的區(qū)域總是加強,減弱的區(qū)域總是減弱,故選項C說法錯誤。C4.(多選)下列關(guān)于兩列波相遇時疊加的說法正確的是(

)A.相遇并穿過后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強B.相遇并穿過后，兩列波的傳播情形與相遇前完全相同C.在相遇區(qū)域，任一質(zhì)點的位移等于兩列波分別在該點引起的位移的矢量和D.幾個人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時互不干擾解析：相遇并穿過后，兩列波各自的波形和傳播方向與相遇前完全相同，即每列波能保持各自的運動特征而不互相干擾，波具有獨立性，

A錯誤，B、D均正確；在波的重疊區(qū)域里，各質(zhì)點的位移等于各列波單獨傳播時在該點引起的位移的矢量和，C正確。BCD

5.兩個相干波源發(fā)出的兩列波分別用不同的同心圓表示,其波峰用實線表示,波谷用虛線表示。某一時刻兩列波在空間傳播的情況如圖所示,在兩列波相遇的空間中有M、N、Q、K四點,則振動加強的點是