3.4 波的干涉-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

Wave interference 人教版（2019） 高中物理 选择性必修第一册 第三章：机械波 授课老师：物理优课PPT Wave interference 一、教学目标 (1) 了解波的叠加原理，了解波的叠加过程中质点的合位移。 (2) 从振动角度认识振动加强区域和减弱区域。 (3) 通过实验，认识波的干涉现象和干涉图样。 (4) 知道干涉现象是波特有的现象，了解波发生稳定干涉的条件。 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，介质中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分别引起的位移的失量和，这就是波的叠加原理。 总结 两列波相遇前各自向前传播，相遇时相遇区域的波形不同于两个独立传播的波形，相遇后两列波彼此穿过，继续传播。 实验 如果绳子的两端同时抖动，可能会有什么现象发生? 问 题 课堂引入 波的叠加 绳子一端固定不动，另一端抖动一下，演示往某一方向传播的绳波。固定和抖动的两端互换位置，演示往另一方向传播的绳波。要求其他同学观察两种情况下波的传播特征，并描述观察到的现象。 3 课堂引入 波的叠加 在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？ 在介质中常常有几列波同时传播。两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，改变各自的运动特征呢？ 4 课堂引入 波的叠加 复杂而美丽的图案是怎么产生的? 5 课堂引入 波的叠加 课堂引入 波的叠加 复杂而美丽的图案是怎么产生的? 7 课堂引入 波的叠加 8 一、波的叠加 1.波传播的独立性：几列波相遇后，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。 2.波的叠加原理：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引起的位移的矢量和。 3.每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。 9 一、波的叠加 生活中波的独立传播和叠加 3.空中无线电波很多(仍能分别接收各个电台) 1.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。 2.红绿光束空间交叉相遇(红是红、绿是绿，…) 10 观察与思考 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。 现象：两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 11 二、波的干涉 水波干涉图样 水波干涉俯视图样 1. 定义：频率相同，振动方向相同，相位差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。 13 二、波的干涉 2.形成稳定干涉图样的条件 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，干涉和衍射都是波的特有现象。 (1) 两波源的频率相同。 (2) 振动方向相同。 (3) 相位差恒定。 14 二、波的干涉 3.干涉现象的解释 振动加强 振动减弱 振动加强 振动减弱 15 二、波的干涉 3.干涉现象的解释 P 点振动加强 （振幅为2A1） P 若A1=A2 x1 0 t A1 -A1 16 二、波的干涉 3.干涉现象的解释 P P 点振动加强（振幅为A1＋A2） 若 A1≠A2 x1 0 t A1 -A1 x2 0 t -A2 A2 x 0 t A -A 17 二、波的干涉 3.干涉现象的解释 Ｑ点不振动 （振幅为零） 若 A1=A2 Q x 0 t x1 0 t A1 -A1 x2 0 t A2 -A2 18 二、波的干涉 3.干涉现象的解释 Q Ｑ点振动减弱 振幅为 ｜A1－A2｜ 若 A1≠A2 x 0 t x1 0 t A1 -A1 x2 0 t -A2 A2 A -A 19 二、波的干涉 4.干涉图样的特点： (2)振动加强点和振动减弱点是间隔出现。 (3)振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。 (4)干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。 (1)振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。 20 二、波的干涉 4.干涉图样的特点： (5)把振动最强的质点连起来，为振动加强区； (6)振动最弱的质点连起来，为振动减弱区； (7)强区和弱区是相互隔开，强弱相间的。 试从水波的干涉图样中分析出各加强区处的任一质点到两波源之间的距离存在什么规律？减弱区呢？ 21 22 二、波的干涉 5.加强点和减弱点的分布规律（两波源的相位相同） (1)若 P 点为振动加强点： （n