3.4 波的干涉 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.4 波的干涉 学习目标 1、了解波的叠加原理 2、通过实验，认识波的干涉现象和干涉图样 3、知道波的干涉条件 4、利用波的干涉解释生活中的相关现象 1 一、波的叠加 观察波的叠加现象 一、波的叠加 相遇前 开始相遇时刻 相遇过程中 开始分离 分离后 2.波的独立传播特性：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样。 1.波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 注意：1、当两列波相遇时，保持独立性，频率、周期、波速、波长均不发生任何变化2、质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 4 红绿光束空间交叉（光波） 湖面上层层涟漪（水波） 抖动的绳子（绳波） 上课讨论（声波） 波的独立传播 5 一、波的叠加 相遇前 开始相遇时刻 相遇过程中 开始分离 分离后 2.波的独立传播特性：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样。 1.波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 注意： 1、当两列波相遇时，保持独立性，频率、周期、波速、波长均不发生任何变化 2、质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 6 观察水波的干涉 新课讲授 现象示意图： 新课讲授 实验现象 ：这两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 新课讲授 波的叠加原理解释现象成因： A x1 0 t A1 -A1 振动1： x2 0 t -A2 A2 振动2： x 0 t A -A 加强叠加 加强的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。 S1 S2 新课讲授 现象原因： B x1 0 t A1 -A1 振动1： 振动2： x2 0 t -A2 A2 减弱叠加： x 0 t A -A 减弱的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静。 S1 S2 1、波的干涉：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，使某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。所形成的图样叫做干涉图样。 二、波的干涉 2、形成稳定干涉图样的条件： (1)两波源的频率相同； (3)振动方向相同。 (2)相位差恒定 新课讲授 3、振动加强点和减弱点满足的条件： (1)加强点与两个波源的距离差： （n=0，±1，±2，±3……） (2)减弱点与两个波源的距离差： （n=0，±1，±2，±3……） 加强点与两个波源的距离差为波长整数倍 减弱点与两个波源的距离差为半波长奇数倍 注意：①振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱。 ②振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的。 MS1=5λ MS2=3λ NS1=5λ NS2=3.5λ △r=2λ △r=1.5λ=3×0.5λ △r=0λ △r=1λ △r=2λ △r=-1λ △r=-2λ 1×0.5λ 1×0.5λ 1×0.5λ 3×0.5λ 4、波的干涉图样 ①把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区 ②相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区 ③振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 18 请判断下列各点是加强点还是减弱点。 加强点 减弱点 M为加强点 N为减弱点 19 1、一切波都能发生干涉和衍射现象。干涉和衍射是波特有的现象。 2、发生干涉现象是有条件的；发生衍射现象是没有条件的，只有明显衍射的条件。 波的干涉实例 ①一切波都能发生干涉现象 ②干涉是波特有的现象 电磁波（干涉条纹） 声波（降噪耳机） 水波（湖面涟漪） 声波（操场上不同位置声音不同） 21 课堂总结 波的干涉 一、波的叠加 1.波的叠