波的干涉課件-高二上學期物理人教版選擇性

教學課件3.4波的干涉第三章

機械波波的疊加波的干涉0102目錄CONTENTS波的疊加PART1

這種圖案是怎樣產(chǎn)生的？

生活中，在平靜的水面上，下落的雨滴激起層層漣漪，形成了復雜而美麗的圖案。通過實驗觀察波的疊加1.波傳播的獨立性：幾列波相遇后，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。2.波的疊加原理:在它們重疊的區(qū)域里，介質的質點同時參與這幾列波所產(chǎn)生的振動，質點振動的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和。3.每一質點仍然是在各自的平衡位置附近做振動。一、波的疊加生活中波的獨立傳播和疊加1.開會時，大家討論的面紅耳赤，會議室內(nèi)聲音特響，但還是能區(qū)分出每一個人的說話聲音。2.紅綠光束空間交叉相遇(紅是紅、綠是綠，…)3.空中無線電波很多(仍能分別接收各個電臺)例1.(多選)如圖所示為同種介質中兩列相向傳播的振幅、波長都相同的橫波，它們在O點相遇后，下列圖像可能存在的是(

)BD例2.(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)。已知機械波在介質中傳播的速度只由介質本身的性質決定。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CD例3.(2024河南南陽月考)兩列振幅和波長都相同而傳播方向相反的波(如圖甲所示),在相遇的某一時刻兩列波“消失”(如圖乙所示)。此時介質中x、y兩質點的運動方向是

(

)A.x向下,y向上B.x向上,y向下C.x、y都向上D.x、y都向下A例4.(2023·三明二中月考)甲、乙兩列橫波在同一介質中分別從波源M、N兩點沿x軸相向傳播，波速為2m/s，振幅相同，某時刻的圖像如圖所示，則(

)A．甲、乙兩波起振方向相反B．甲、乙兩波的頻率之比為3∶2C．再經(jīng)過3s，平衡位置在x＝7m處的質點振動方向向下D．再經(jīng)過3s，x＝6m處質點的位移為零ABD波的干涉PART2

兩列頻率相同的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？我們先觀察下面的現(xiàn)象。你能否根據(jù)你的所學來解釋這一現(xiàn)象呢？

思考1：為什么兩列水波相遇會形成這樣的結果呢？加強的解釋：如果某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波谷相遇（即兩列波在該點的振動步調(diào)始終相同）．而波峰和波峰、波谷和波谷相遇時，質點的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點，質點的振動最激烈，始終是加強點。S1S2減弱的解釋：如果某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波峰相遇（即兩列波在該點的振動步調(diào)始終相反），在這一點，質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，因此這一點的振幅最小，始終是減弱點。如果兩列波的振幅相同，質點振動的振幅就等于零，水面保持平靜。S1S2思考與討論：1.振動加強區(qū)質點的振幅為多大？振動減弱區(qū)質點的振幅為多大？2.加強區(qū)和減弱區(qū)的質點偏離平衡位置的位移隨時間變化嗎？3.若兩列波的振幅相等，減弱區(qū)的質點是否還會離開平衡位置？4.若兩列波的的頻率不相同，你認為在相互疊加時，能否出現(xiàn)穩(wěn)定的相間的加強和減弱區(qū)呢？5.若兩列波的的相位差隨時間變化，你認為在相互疊加時，能否出現(xiàn)穩(wěn)定的相間的加強和減弱區(qū)呢？1.定義：兩列波疊加，使某些區(qū)域振動始終加強，某些區(qū)域振動始終減弱，振動加強和減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象，所形成的圖樣稱為干涉圖樣。一、波的疊加2、形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件注意：波的干涉是波的疊加的特殊情形，一切波都能發(fā)生干涉，干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象。(1)兩波源的頻率相同。(2)振動方向相同。(3)相位差恒定。(1)振動加強點始終加強，振動減弱點始終減弱。(2)加強區(qū)和減弱區(qū)互相間隔。(3)振動加強點的振幅是最大的，不是位移始終最大。(4)干涉圖樣中，不只有振動加強的質點和振動減弱的質點。3、干涉圖樣的特點：思考與討論：1.S1和S2兩波源到加強點的距離差與波長有什么關系？你從中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？2.S1和S2兩波源到減弱點的距離差與波長有什么關系？你從中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？

(1)若P點為振動加強點：（n=0,1,2,……）則P點到兩波源的距離差等于波長的整數(shù)倍或半個波長的偶數(shù)倍。4.加強點和減弱點的分布規(guī)律（兩波源的步調(diào)相同）(2)若P點為振動減弱點：則P點到兩波源的距離差等于半個波長的奇數(shù)倍。（n=0,1,2,……）

聲波的干涉——操場上裝有很多個相同的揚聲器，當它們同時發(fā)聲時，若繞操場一周，將會聽到某些地方聲音加強，某些地方聲音減弱。生活中波的干涉實例例5.(2023江蘇南京田家炳高級中學月考)關于波的干涉,下列說法正確的是

(

)A.只有橫波才能發(fā)生干涉,縱波不能發(fā)生干涉B.只要是兩列以上的波,在相遇的區(qū)域內(nèi)都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉C.兩列頻率相同、振動方向相同的波的疊加區(qū)域里,只要是滿足到兩個波源距離之差等于波長整數(shù)倍的質點,振動一定加強D.干涉是波特有的現(xiàn)象D例6.如圖所示，兩列簡諧波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x方向傳播(圖中實線所示)，一列沿負x方向傳播(圖中虛線所示)，這兩列波的頻率相同，振動方向均沿y軸，則圖中x=1、2、3、4、5、6、7、8各點中振幅最大的是x=

的點，振幅最小的是x=

的點。4、82、6例7.(2024江蘇鹽城期中)兩列相干水波的干涉圖樣如圖所示,圖中的實線表示波峰,虛線表示波谷。已知兩列波的振幅均為5cm,C點是B、E連線的中點,下列說法中正確的是

(

)A.圖示時刻,A、B兩點的高度差為10cmB.P點保持靜止不動C.C為振動減弱點D.再過半個周期,E點變?yōu)檎駝訙p弱點B例8.(2023浙江杭州第二中學期中)如圖所示為兩列沿同一繩傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,虛線表示甲波,實線表示乙波,M為繩上x=0.2m處的質點,則可判斷

(

)A.圖示時刻質點M的速度為零B.M點是振動加強點C.甲波的傳播速度比乙波的傳播速度大D.由圖示時刻開始再經(jīng)3/4個周期,質點M將位于波谷BD例9.如圖所示,S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源,它們發(fā)出的兩列波的波長都為λ,兩列波在介質中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,在空間共形成了5個振動加強的區(qū)域,如圖中實線所示。P是振動加強區(qū)域中的一點,下列說法正確的是

(

)A.P點到兩波源的距離差可能等于1.5λB.S1產(chǎn)生的波在該區(qū)域傳播的速度更大C.P點此時刻振動最強,過半個周期后,振動變?yōu)樽钊鮀.兩波源之間的距離一定在2個波長到3個波長范圍內(nèi)D例10．氣流流動的過程中都會發(fā)出噪聲，如圖所示的消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。波長為

的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達a處時，分成上下兩束波，這兩束聲波在b處相遇時可削弱噪聲，則（）A．該消聲器在b處可削弱噪聲，是因為上下兩束波到達b處的波速不同B．該消聲器在b處可削弱噪聲，是因為上下兩束波在b處振幅不同C．該消聲器在b處削弱噪聲時，上下兩束波從a到b的路程差可能為D．該消聲器在b處削弱噪聲時，上下兩束波從a到b的路程差可能為例11．(2022·濰坊市期末)如圖所示為某學校報告廳的平面圖，AB是主席臺，S1、S2是報告廳墻壁上的兩個喇叭。報告者的聲音經(jīng)喇叭放大后傳回話筒，重復放大時可能會產(chǎn)生嘯叫。為避免嘯叫，話筒最好擺放在主席臺上適當?shù)奈恢茫谶@些