16-04波的干涉-2023-2024学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第一册）

04.波的干涉 要弄清楚上述问题，我们需要先了解一个现象——波的叠加。 波的叠加 一.波的叠加 一.波的叠加 1.波传播的独立性： 几列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运 动特征（波长，频率，波速，振幅都不变）， 继续传播，就像没有跟其它波相遇一样。 2.波的叠加原理： 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继 续传播，在它们重叠的区域里，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矢量和 3.生活中实例： 红绿光束空间交叉相遇(红是红、绿是绿，…) 听乐队演奏(仍可辨出不同乐器的音色、旋律) 空中无线电波很多(仍能分别接收各个电台) 开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。 例1.(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.两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2 C.b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点 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 CD 例2.下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（ ） A、相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B、相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C、在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D、几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰 BCD 水波的干涉1 水波的干涉2 水波干涉图样 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.条件：频率相同、相位差恒定、振动方向相同 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，干涉是波特 有的现象。 问题：为什么会形成稳定的干涉图样？ 用两组同心圆表示从波源 发出的两列波，蓝线圆表 示波峰，黑线圆表示波谷。 蓝线圆与黑线圆间的距离 等于半个波长，蓝线与蓝 线、黑线与黑线之间的距 离等于一个波长。 注意： ①红色实线位置（M点）一会儿波峰波峰相遇，半个周期后波谷波谷相遇，振动始终得到加强，振幅为2A，红色实线位置叫振动加强区 ②红色虚线位置（N点）一会儿波峰波谷相遇，半个周期后波谷波峰相遇，振动始终得到削弱，振幅为0，红色虚线位置叫振动减弱区 注意： ③加强区和减弱区是相互间隔的，加强区振动始终加强，减弱区振动始终减弱，即形成的干涉图样是稳定的 ④红色实线周围还有振幅大于A小于2A的其它区域，振动也得到加强，虚线周围振幅小于A的其它区域振动也减弱，即加强区和减弱区不是一条线，而是一片片的区域。 ⑤加强区质点的位移并不是始终最大，减弱区的质点的位移也并不是始终为0 问题：为什么会形成稳定的干涉图样？ 用两组同心圆表示从波源 发出的两列波，蓝线圆表 示波峰，黑线圆表示波谷。 蓝线圆与黑线圆间的距离 等于半个波长，蓝线与蓝 线、黑线与黑线之间的距 离等于一个波长。 注意： ⑥若两波源振动情况完全相同，某点到两波源的路程差（波程差） 满足： ，该点就是振动加强区（半波长偶数倍） 满足： ，该点就是振动减弱区（半波长奇数倍） 问题：为什么会形成稳定的干涉图样？ 用两组同心圆表示从波源 发出的两列波，蓝线圆表 示波峰，黑线圆表示波谷。 蓝线圆与黑线圆间的距离 等于半个波长，蓝线与蓝 线、黑线与黑线之间的距 离等于一个波长。 例3.两列波发生了干涉现象，得到了干涉图样，则（ ） A、振动加强的质点，始终处于最大位移处 B、振动加强的质点的位移，有时会小于振动削弱的质点的位移 C、波峰与波峰相遇处的质点，其振动始终加强 D、波峰与波谷相遇处的质点，其振动始终削弱 例4.如图所示，A、B为两个完全相同的相干波源，它们产生的两列波在AB连线的中垂线上的P点相遇时，则（ ） A、P点振动始终加强 B、P点振动有时加强，有时减弱 C、P点位移始终等于振幅 D、P点位移有时为零 BCD AD A B P 例5.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有（ ） A.该时刻a质点振动最弱， b、c质点振动最强，d质