20 第三章 4.波的干涉-【名师导航】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步讲义（人教版）

4．波的干涉

[学习目标]　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．从振动的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。

　波的叠加

【链接教材】　如人教版教材P74图3.4-1所示，两列波相遇时和相遇后的情况。

问题1　比较两列波相遇前(甲)与相遇后(戊)的波形有什么关系？

提示：两列波相遇前、后的波形相同。

问题2　两列波相遇过程中有什么规律？

提示：两列波叠加区域，质点振动的位移等于两列波单独传播时引起的矢量和。

【知识梳理】　

1．波的独立传播：几列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，继续传播，即各自的波长、频率等保持不变。

2．波的叠加：在几列波重叠的区域里，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。

【思考讨论】　如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。

问题1　两列波是否真的消失不再出现了？

提示：没有消失。

问题2　如果没有，你能判断从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动吗？

提示：两列波叠加时，叠加区域各质点位移矢量和均为零，但两列波仍然沿原来的方向传播，此时a质点将向下运动，b质点将向上运动。

【知识归纳】　对波的叠加原理的理解

1．几列波相遇前、后能够保持各自的运动状态继续传播，各自的波长、频率等保持不变。

2．在它们相遇时重叠的区域里，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引起的位移的矢量和。

3．叠加区域的质点的振幅可能增大，也可能减小。由于总位移是各个位移的矢量和，则有：①两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大；②两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。

如图甲所示，两列振动方向相同的波叠加，振动加强，振幅增大；如图乙所示，两列振动方向相反的波叠加，振动减弱，振幅减小。

【典例1】　(波的叠加)(多选)(2024·山东卷)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2 m/s。t＝0时刻二者在x＝2 m处相遇，波形图

如图所示。关于平衡位置在x＝2 m处的质点P，下列说法正确的是(　　)

A．t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为0

B．t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm

C．t＝1.0 s时，P向y轴正方向运动

D．t＝1.0 s时，P向y轴负方向运动

BC　[由于两波的波速均为2 m/s，则t＝0.5 s时，题图所示平衡位置在x＝1 m处和x＝3 m处两质点的振动形式传到P点处，则由波的叠加可知，t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm，A错误，B正确；与A、B项分析同理，t＝1 s时，题图所示平衡位置在x＝0处和x＝4 m处两质点的振动形式(均向y轴正方向运动)传到P点处，根据波的叠加可知，t＝1 s时，P向y轴正方向运动，C正确，D错误。]