3.4 波的干涉 课件 -2023-2024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 第三章 机械波 人教版（2019）选修 第一册 1.知道波的叠加原理2.通过实验认识波的干涉现象、干涉图样3.知道波发生干涉现象的条件4.知道干涉现象是波特有的现象 学习目标 可以发现，几列水波相遇之后，仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，互不干扰。 导入新课 在平静的水面上，下落的雨点激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？ 思考：有几列波在同一介质中传播，当它们相遇后会不会像两个球相遇一样改变了它们的运动状态呢？ 一、波的叠加 猜想：类比学过的静电场、磁场等的叠加，在两列波重叠的区域里，介质的某一质点位移可能是怎样形成的？ 演示：观察波的叠加现象 装置：在一根水平绳的两端分别向上抖动一下，在绳上分别产生相向传播的两列波。 现象分析 总结：波的叠加 几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播。 在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，质点振动的位移等于这几列波单独传播时分别引起位移的矢量和。 y = y1+y2+ …… 5 两列波相遇动画 二、波的干涉 思考：两列波有什么特点？该现象是怎样产生的？ 师：这种现象称为波的干涉 演示：观察波的干涉 装置：同一振动片上固定两个细杆，振动片振动时水槽中激起两列波。 观察现象 1.两列波的特点分析 两列波的频率相同 两列波在相遇区分别引起的各质点的振动方向相同 依据：波源相位差恒定 两列波在相遇区分别引起的振动相位差恒定 依据：波源频率相同 依据：波源振动方向相同 学生观看视频后，由波源的特点讨论总结： 2.干涉的产生 阅读课本P 理解加强区与减弱去的形成 关键点：两列波在某点分别引起的振动相位到底总是相同还是相反。 模拟演示：波的干涉形成（几何画板） 思考：波的干涉在什么条件下产生的？ 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，而且振动加强和减弱的区域互相间隔，这种现象叫做波的干涉。所形成的稳定图样叫做干涉图样。 3.形成概念：波的干涉 ⑴产生干涉条件 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加。 ⑵干涉图样特征 加强区和减弱区的位置固定不变。 加强区始终加强，减弱区始终减弱。 加强区与减弱区互相间隔。 水波干涉图样 ⑴P点为振动加强点的条件 如图A、B是两个振动情况相同的波源，两列波的波长均为λ，在两列波的叠加区域有一P点，点P 到A、B距离分别是S1 和S2 ，设AC=BP，当波源B产生波峰时，波源A同时也产生波峰。 结论：P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍时，振动始终加强。 探究：振动最强点和最弱点的条件 ①当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，波源A同时产生的那一波峰传播到哪个位置？ ②如图，两列波的波程差为CP，若CP=nλ（n=1、2……），则当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，则A波传到P点的是波峰还是波谷？ ⑵P点是振动减弱点的条件 结论：P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍时，振动始终减弱。 如果CP=kλ+ ，则当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，则A波传到P点的是波峰还是波谷？ 4.干涉现象是波的特性 凡能发生干涉现象的一定是波 识别波：干涉是波特有的现象 1.图示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、c、e共线，b、d、f共线，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 课堂评价 分析：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。 AD 2.如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M 位于x＝0.2 m处，则下列说法正确的是 ( ) A.这两列波会发生干涉现象 B.M点是振动加强点，所以其位移总是最大 C.此时M点位移为零，故M点是振动减弱点 D.由图示时刻开始，再经过 甲波周期，M点将位于波谷 E.M点将做振幅为30 cm的简谐振动 ADE 课堂小结 课堂小结 1.波的叠加 2.波的干涉 定义 现象 条件 振动加强点，减弱点的判断方法 Lavf58.29.100 $$