第3章 4. 波的干涉(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

４. 波的干涉 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 了解波的叠加原理ꎮ ２. 通过实验ꎬ认识波的干涉现象和波的干涉 图样ꎮ ３. 知道波发生稳定干涉现象的必要条件ꎮ ４. 知道干涉现象是波特有的现象ꎮ 思维脉络 波的干涉— —波的叠加— —波的独立传播特性 —波的叠加原理 —波的干涉— —产生稳定干涉的必要条件 —干涉图样及特点 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 波的叠加 　 　 １.波的独立传播特性 两列波在彼此相遇并穿过后ꎬ每列波仍像相 遇前一样ꎬ保持各自　 　 原来的波形　 ꎬ继续向前 传播ꎮ (如图所示) ２.波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动特征ꎬ继 续传播ꎬ在它们重叠的区域里ꎬ介质的质点　 　 同 时　 参与这几列波引起的振动ꎬ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　 ꎮ 知识点 ２ 波的干涉 　 　 １.干涉现象 频率相同、相位差恒定、振动方向　 　 相同　 的 两列波叠加时ꎬ某些区域的振动总是　 　 加强　 ꎬ某 些区域的振动总是　 　 减弱　 ꎬ这种现象叫作波的 干涉ꎮ 形成的这种稳定图样叫作　 　 干涉　 图样ꎮ ２.两列波产生稳定干涉的条件 ①两列波的　 　 频率必须相同ꎮ ②两个波源的　 　 相位差必须保持不变ꎮ ３.波的干涉是波所特有的现象 一切波都能够发生　 　 干涉　 现象ꎻ反之能够 发生　 　 干涉　 现象的ꎬ一定是波ꎮ 思考辨析 　 『判一判』 (１)敲击音叉使其发声ꎬ然后转动音叉ꎬ听到声音 忽强忽弱是声波的干涉现象ꎮ ( √ ) (２)只有频率相同的两列波才可以叠加ꎮ ( × ) (３)在两列波重叠的区域里ꎬ任何一个质点的位 移都等于原来位移的 ２ 倍ꎮ ( × ) (４)产生干涉的一个必要条件是ꎬ两列波的频率 必须相同ꎮ ( √ ) (５)在干涉图样中ꎬ振动加强区质点的位移总是 最大ꎮ ( × ) 『选一选』 　 　 蟋蟀是利用了 ａ 发出声音ꎬ某同学围绕蟋蟀 走了一圈ꎬ听到忽高忽低的蟋蟀声ꎬ这是由于声波 的 ｂ 现象ꎬ请选择 ａ、ｂ 组合正确的是 ( Ｂ ) 　 　 Ａ. 蟋蟀的嘴　 衍射 Ｂ. 蟋蟀的翅膀　 干涉 Ｃ. 蟋蟀的翅膀　 共振 Ｄ. 蟋蟀的嘴　 共振 『想一想』 　 　 波的干涉和叠加是怎样的关系? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 089 课内互动探究 细研深究􀅰破疑解难　 波的叠加 探究􀈀 情 境 导 入 　 　 做绳波叠加实验时ꎬ在水平绳两端分别向上、 向下抖动一下ꎬ你能作出它们在传播过程中的图 像吗? 两列波相遇时ꎬ振动情况怎样? 要 点 提 炼 　 　 １.波的独立传播 几列波相遇时能够保持各自的运动特征ꎬ继 续传播ꎮ 即各自的波长、频率等保持不变ꎮ ２.波的叠加 波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结 果ꎬ由于总位移是两个位移的矢量和ꎬ所以叠加区 域的质点的位移可能增大ꎬ也可能减小ꎮ 两列同相波的叠加ꎬ振动加强ꎬ振幅增大ꎮ 　 　 两列反相波的叠加ꎬ振动减弱ꎬ振幅减小ꎮ 典 例 剖 析 　 　 典例 １ (多选)一个波源在绳的左端发出 一个凸起①ꎬ频率为 ｆ１ꎬ振幅为 Ａ１ꎻ同时另一波源 在绳的右端发出一个凸起②ꎬ频率为 ｆ２ꎬ振幅为 Ａ２ꎬ且 ｆ１ < ｆ２ꎬＰ 为两波源连线的中点ꎬ如图所示ꎬ 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ꎮ 下列说法正确的是 ( 　 ) Ａ. 两列波同时到达波源的中点 Ｐ Ｂ. 两列波相遇时ꎬＰ 点的波峰值可达 Ａ１ ＋ Ａ２ Ｃ. 两列波相遇时ꎬ绳上波峰值可达 Ａ１ ＋ Ａ２ 的 点只有一个ꎬ此点在 Ｐ 点左侧 Ｄ. 两列波相遇后ꎬ各自仍保持原来的波形独 立传播 思路引导:(１)在同一介质中两列波的波速 是相同的ꎮ (２)两列波同时到达 Ｐ 点时ꎬＰ 点位移仍为 零ꎬ此后开始振动起来ꎬ位移增大ꎮ (３)两列波同时传播到 Ｐ 点ꎬ两列波的波速 相同ꎬ波①的波长大ꎬ根据 ｖ ＝ λＴ 得ꎬ波①的周期 大ꎬ故波②的波峰先到 Ｐ 点ꎬ它们的波峰相遇在 Ｐ 点左侧ꎮ 　 　 对点训练❶(多 选)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ꎬｔ ＝ ０ 时刻的图形如图 所示ꎬ图中小方格的边长为 ０