3.4 波的干涉 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

nullnullnullnull 第三章 机械波 第4节 波的干涉 目录 主题(二) 波的干涉 主题(三) 生活中的干涉 主题(一) 波的叠加 第4节 波的干涉 新课引入：两列机械波在空间相遇会怎么样呢？ 第一部分 波的叠加 一、波的叠加 1.波的独立性: 几列波相遇之后， 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，好像没有遇到过其他波一样互不干扰。 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) ③空中无线电波很多(仍能分别接收各个电台) 2.叠加原理: 当几列波在传播过程中相遇时，相遇区域每一点的振动等于各列波单独传播时在该点引起的振动的矢量和。 一、波的叠加 1.波的独立性: 思考1：为什么两列水波相遇会形成这样的结果呢？ 思考1：为什么两列水波相遇会形成这样的结果呢？ 第二部分 波的干涉 二、波的干涉 1.定义：两列波叠加，使某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱，振动加强和减弱的区域相互隔开的现象， 所形成的图样称为干涉图样。。 思考2：两列波相遇，哪些是加强点，哪些是减弱点？ t1 t2 t3 t4 加强点：7 减弱点：3、11 加强点：2、10 减弱点：6 加强点：5 减弱点：1、9 加强点：0、8 减弱点：4 这两列波能叫干涉吗？ 如何才能让这两列波形成干涉？ 2.条件： ①两列波的频率相同 ②相位差始终相等 ③振动方向相同 二、波的干涉 1.定义：两列波叠加，使某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱，振动加强和减弱的区域相互隔开的现象， 所形成的图样称为干涉图样。。 P N 思考3：干涉图样中的加强或减弱点有什么特征？ 二、波的干涉 若波源振动步调相同 3.规律： ①加强点: ②减弱点: 注意：若波源振动步调相反，则加强点和减弱点也相反。 （n = 0,1,2,……） （n = 0,1,2,……） 思考4：若两列频率相等的绳波相遇会怎么样？ 二、波的干涉 3.规律： 2.条件： 1.定义： 4.分类： ①一维绳波干涉： ②二维水波干涉： ③三维体波干涉： ①两列波的频率相同 ②相位差始终相等 ③振动方向相同 若波源振动步调相同 ①加强点: ②减弱点: 形成稳定干涉图样的波叠加叫干涉 A 波的叠加 B 波的干涉 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。 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。 课堂小结 【典例1】如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相 等，其中一列沿x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中x =1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x = 的点，振幅最小的是x= 的点。 4、8 2、6 课堂练习 【典例2】（多选）一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端点P、Q同时开始上下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（　　） A．两列波将同时到达中点M B．两列波波速之比为1∶2 C．中点M的振动点总是加强的 D．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同 AD 课堂练习 【典例3】干涉是波特有的性质，但是在日常生活中很难观察到稳定的干涉现象。在某次物理教学中老师使用如图甲的发波水槽，老师先打开电动机电源，再调节两小球击水深度和频率，得到频率和初相位相同，振幅不同的两列水波的稳定干涉图样，如图乙，其中S1，S2代表波源，实线代表水波波峰（OM连线除外），虚线代表水波波谷，M、N、O、P是波线与波线的交点，下列说法正确的是（　　） A．N点的位移总比M点的位移小 B．OM连线上所有的点都是振动加强点 C．M点到S1，S2的距离差等于水波半波长的奇数倍 D．N点、P点是振动减弱点，所以N点、P点不振动，此处水面平静 B 课堂练习 【典例4】（多选）有两列频率相同、步调一致、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则（ ） A．a、d处的质点振动加强，b、c处的质点振动减弱 B．从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为2A C．从图示时刻经过半个周期，g处质点加速向平衡位置运动 D．从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零 AC 课堂练习 【典例5】关于两列波的稳定干涉现象，下列说法正确的是（ ） A.任意两列波都能产生稳定干涉现象 B.发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同 C.在振动减弱的区域，各质点都处于波谷 D.在振动加强的区域，有时质点的位移等于零 BD 课堂练习 【典例6】（多选）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 课堂练习 【典例7】两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时刻，P点处恰好两列波的波峰相遇，Q点处两列波的波谷相遇，则（ ） A．P点的振幅最大，Q点的振幅最小 B．P Q两点的振幅都是原两列波的振幅之和 C．P Q两点的振动周期同 D．P Q两点始终处在最大位移处和最小位移处 BC 课堂练习 【典例8】如图所示，S1、S2是两个频率相等的波源，它们在同一种介质中传播，以S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）则以下说法正确的是：（ ） A．质点A是振动加强点 B．质点D是振动减弱点 C．再过半周期，质点B、C是振动加强 D．质点A始终处于最大位移 A 课堂练习 【典例9】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 BCD 课堂练习 【典例10】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 B A P AD 课堂练习 【典例11】如图所示，是水波干涉示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波波源频率相同，振幅等大，就图中标出的各点，回答振动加强点是 ，振动减弱点是 （图中实线表示波峰，虚线表示波谷） A S1 S2 B D C E ABD CE 课堂练习 谢 谢 观 看 $$