(教用word)第3章 4 波的干涉-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

4　波的干涉 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1. 知道波的叠加原理 2．知道什么是波的干涉现象和干涉图样 3．知道干涉也是波特有的现象 1. 会根据叠加原理分析波的干涉现象 2．理解形成稳定干涉图样的条件 观察水波、声音的干涉 了解波的干涉在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系 一、波的叠加 1．波的独立传播：几列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，继续传播。即各自的波长、频率等保持不变。 2．波的叠加：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 二、波的干涉 1．定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。形成的这种稳定图样叫作干涉图样。 2．干涉条件：两列波的频率必须相同；两个波源的相位差必须保持不变。 3．一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。 判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样。 (×) 提示：必须频率相同，相位差恒定。 (2)只有频率相同的两列波才可以叠加。 (×) (3)敲击音叉使其发声，然后转音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象。 (√) (4)两列波相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强。 (×) (5)两个人一起说话，不会发生干涉现象。 (√) 　 　　波的叠加 两个运动的小球相遇后会发生碰撞而各自改变运动状态，那么在空间传播的两列波相遇后又会发生什么现象呢？是否也会像两个小球那样各自改变原来的运动状态呢？ 提示：相遇区域的质点振动幅度加大了。两列波相遇后不会像两个小球碰撞而改变原来的运动状态，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。 1．波叠加时的特点 (1)位移是几列波分别产生的位移的矢量和。 (2)各列波独立传播。 2．对波的叠加原理的理解 波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是几个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。如图甲所示，两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大；如图乙所示，两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。 甲　　　　　　　　乙 (多选)如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1＜f2，P为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是(　　) A. 两列波比较，a波将先到达P点 B. 两列波同时到达P点 C. 两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 D. 两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 BD　解析：因两列波的波速相等，故两列波能同时到达P点，A错误，B正确；因f1＜f2，由λ＝可知，λ1＞λ2，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应相遇在P点左侧，此位置对应的位移为A1＋A2，位移最大，C错误，D正确。 波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t＝0时刻绳上的波形如图①所示，则根据波的叠加原理，以下叙述正确的是(　　) A. 当t＝2 s时，波形如图②所示；当t＝4 s时，波形如图③所示 B. 当t＝2 s时，波形如图②所示；当t＝4 s时，波形如图④所示 C. 当t＝2 s时，波形如图③所示；当t＝4 s时，波形如图②所示 D. 当t＝2 s时，波形如图③所示；当t＝4 s时，波形如图④所示 D　解析：当t＝2 s时，根据传播速度可知，它们相互重叠，由于振动方向相反，则振动减弱，波形如题图③所示；当t＝4 s时，各自传播了4 m，由于互不干扰，所以波形如题图④所示，故选项D正确。 　 　　波的干涉 如图所示，操场中两根竖直杆上各有一个扬声器，接在同一扩音机上，一位同学沿AB方向走来。 (1)他听到的声音会有什么变化？ 提示：声音忽强忽弱。 (2)这属于什么物理现象？ 提示：波的干涉现象。 1．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示。 (2)特征 ①加强区和减弱区的位置固定不变。 ②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。 ③加强区与减弱区互相间隔。 2．发生干涉现象时，振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波谷，它们都在各自的平衡位置附近振动，有的时刻位移也为0，只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈。 3．发生干涉现象时，振动减弱的点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起的位移大小之差，振幅为两列波的振幅之差。如果两列