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

第三章 机械波 4.波的干涉 教学目标 CONTENT 01 02 03 知道波发生干涉现象的条件 通过实验认识波的干涉现象与干涉图样 知道波的叠加原理 2 两列波相遇会发生什么现象？ 声波相遇 水波相遇 新课引入 3 观察竹帘上两个脉冲波相遇发生的现象 4 波传播的独立性： 两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰。 波的叠加性： 在相遇重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，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。 y=y1+y2 波的叠加 一 知能提升 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。 5 两列周期性的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？ 6 观察水波的干涉 资料 波的干涉 二 知能提升 两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律 8 M 两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律 动态的情况比较复杂，我们不妨先分析一下某一时刻的波，如右图所示。很明显，波峰与波峰相遇，即红线相交的点，波谷与波谷相遇，即蓝线相交的点，在右图这一时刻位移是最大的，例如右图中处于两波源连线中垂线上的红色点M，这一时刻，M点处波谷与波谷相遇，位移最大，那么再经过半个周期后，波峰与波峰相遇，位移仍然最大，也就是说着两个波源在M点处引起的振动始终同步，虽然M点并不一直处在最大位移，但其振动是加强的，振幅是增大的。 9 M P 右图中蓝色点P，这一时刻，P点处波峰与波谷相遇，位移最小，那么再经过半个周期后，波谷与波峰相遇，位移仍然最小，也就是说着两个波源在P点处引起的振动始终相反，所以P点的位移始终最小。 两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律 10 强 弱 强 弱 强 弱 弱 M P Q 两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律 11 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. 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，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。 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。 两列波相遇叠加不一定能得到干涉图样。而要产生干涉现象形成稳定的图样，则需要满足一定的条件. 注意： ①不仅水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波，都能发生干涉和衍射现象. ②干涉和衍射是波特有的现象. 产生干涉的条件：两列波的频率必须相同. 14 两台音响放大同一音频信号：干涉 15 教室中的灯发出的光：无干涉 16 例.(多选)下图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。 图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的是(　　) A.a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱 B.e、f 两点的振动介于加强点和减弱点之间 C.经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换 D.经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰 AD 典例精析 解析:波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况。形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意,对于稳定的干涉图样,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,故选项A正确;e点位于加强点的连线上,为加强点,f点位于减弱点的连线上,为减弱点,故选项B错误;相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,故选项C错误;因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,故选项D正确。 一、波的叠加 二、波的干涉 课堂小结 1.两列波叠加时,关于介质中的任一质点的振动,下列说法正确的是(　　) A.它的周期一定是两分振动周期之和 B.它的频率一定是两分振动频率之和 C.它的振幅一定是两分振动振幅之和 D.它的位移一定是两分振动位移之和 解析:两列波叠加时,振动的周期和频率不一定等于两者之和。例如,频率相同的两列波叠加,某点的振动频率可能等于每列波的频率,也可能不振动。某点的振幅可能等于两列波的振幅之和,也可能等于两列波的振幅之差,但位移一定是两分振动的位移之和,故选D。 D 2.下列现象属于波