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 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.了解波的叠加原理。 2.知道波的干涉现象和干涉图样。 3.知道干涉现象是波特有的现象 1.核心素养 利用矢量合成法分析波的叠加。 2.关键能力 利用波传播的独立性分析问题的能力 3.4 波的干涉 学习 目标 01. 了解波的叠加原理 03. 知道波的干涉条件 02 通过实验，认识波的干涉现象和干涉图样 04. 利用波的干涉解释生活中的相关现象 3 相遇前 相遇时刻 相遇过程 相遇后 两列波相遇 相遇后 一、波的叠加 4 相遇前 相遇时刻 相遇过程 相遇后 两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。 相遇后 波的独立传播原理 注意：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。 一、波的叠加 5 相遇前 相遇时刻 相遇过程 相遇后 相遇后 波的叠加原理： 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。 一、波的叠加 6 振动加强 振幅增大 振动减弱 振幅减小 峰 峰 谷 峰 波的叠加原理 一、波的叠加 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 一、波的叠加 8 S1 S2 峰、峰 谷、谷 峰、谷 加强点 减弱点 加强点 加强点 减弱点 二、波的干涉 出现和刚才现象完全相同的结果：稳定；间隔； 9 振动的加强区： 振动的减弱区： 峰—峰相遇； 谷—谷相遇。 峰—谷相遇； 谷—峰相遇。 若振幅A1=A2， 则减弱区如何？ A=A1+A2 质点的位移之和就总等于0。 二、波的干涉 A=|A1-A2| 振幅: 振幅: 这是某时刻两个波的状态，相交区域发生叠加。我们看一些特殊位置（波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇——质点振动加强）（波峰与波谷相遇——质点的振动减弱）——动画1-4，而后用线连接起来 现在解释为什么这个区域始终是加强区（减弱区）——经过T/2（加强区、减弱区都说一下）——实则为两波都在往前传播——看起来就是加强区在往前走、减弱区也在往前走——分别的振幅A1+A2,A1-A2的绝对值。 10 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 二、波的干涉 11 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. 形成稳定干涉图样的条件 (1)两波源的频率相同；（相干波源） (2)振动方向相同； (3)相位差恒定。 注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波所特有的现象。 二、波的干涉 12 加强点的振幅为A1+A2;减弱点的振幅为|A1-A2|,每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动。 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。 思考 ①为什么振动加强（减弱）区是稳定的，不随时间变化？ ②振动加强区的质点位移是不是一直最大呢？ ③振动加强点和振动减弱点间隔出现。 二、波的干涉 ④加强点的振幅为A1+A2; 减弱点的振幅为|A1-A2|, 每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动。 13 振动加强点（减弱点）到两列波的路程差与波长的关系? 二、波的干涉 S1 S2 a1 a2 a3 a4 b1 b2 b3 b4 二、波的干涉 加强点，减弱点位置判断 假设在两列波的叠加区域有一个P点，它到两列波源的距离分别为PS1、PS2，两列波的波长为 振动加强点的位置 振动减弱点的位置 二、波的干涉 16 a1 a2 a3 a4 b1 b2 b3 b4 S1 S2 请判断下列各点是加强点还是减弱点。 （振动步调相反） 二、波的干涉 练习与应用 下图表示两列频率相同，振幅相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。 （1）描述一个周期内 M、N 两个质点的运动情况。 （2）用空心小圆圈把振动最激烈的点标出来。 探究三：形成稳定干涉图样的条件 P 形成稳定干涉图样的条件： 两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同 二、波的干涉 19 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） 二、波的干涉 20 二、波的干涉 二、波的干涉