3.4.1波的干涉 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

题目 3.4 波的干涉 课型 新课 主备人 学习目标 1．知道机械波的形成过程；知道机械波是机械振动在介质中的传播过程，而不是介质的迁移。 2．确认波是传播振动形式和传递能量的一种方式。 3．知道什么是横波、波峰和波谷，知道什么是纵波、密部和疏部。 基础知识 1．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的矢量和。 2．干涉现象 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫作波的干涉，形成的图样叫作波的干涉图样。 3．振动加强点与振动减弱点的判断方法 振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的路程差为Δr，当Δr＝2k·(k＝0,1,2，…)时为振动加强点；当Δr＝(2k＋1)·(k＝0,1,2…)时为振动减弱点。若两波源振动步调相反，则上述结论相反。 4．多普勒效应 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象叫作多普勒效应。当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小；靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。 1. 课堂拓展 1．(多选)(2020·桂林模拟)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是(　　) A．相遇后，振幅小的一列波振幅将变大，振幅大的一列波振幅将变小 B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C．在相遇的区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D．几个人在同一房间内说话，相互间听得很清楚，这说明声波在相遇后互不干扰 2．(多选)(2021·湖南长郡月考)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m，则以下不同时刻，波形正确的是(　　) 3．两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。当t＝2.5 s时，M点的位移为！！！____________###cm，N点的位移为！！！____________###cm。 解析　在0～2.5 s内两列波分别向左和向右传播的距离均为Δx＝vΔt＝1 m，如图所示。对A波，M点的位移为0，对B波，M点的位移为2.0 cm。根据波的叠加原理，可知此时M点的位移为2.0 cm。同理，分别对A、B波，N点的位移均为0，故叠加后N点的位移为0。 4．(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(　　) A．不同质点的振幅都相同 B．不同质点振动的频率都相同 C．不同质点振动的相位都相同 D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化 5．(多选)(2021·山东聊城期末)如图所示，实线和虚线分别表示振幅A、频率f均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是(　　) A．该时刻位于O点的质点正处于平衡位置 B．位于P、N两点的质点始终处在平衡位置 C．从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置 D．OM连线中点是振动加强的点，其振幅为2A 6．如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin20πt m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m/s。 (1)求简谐横波的波长； (2)P点的振动！！！____________###(选填“加强”或“减弱”)。 7．(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　) A．波速变大 B．波速不变 C．频率变高 D．频率不变 8．(多选) 如图所示是一个机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D是四个观察者的位置，由图可以看出(　　) A．波源正在向A运动 B．波源正在向C运动 C．处在B点的观察者接收到的波的频率最低 D．处在A点的观察者接收到的波的频率最高 随堂检测 (1)质点的振动位置不断转换便形成波。( ) (2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。( ) (3)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动并不是匀速直线运动。( ) (4