3.4 波的干涉（课件PPT）-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦机械波的叠加与干涉，通过绳波相遇实验、音叉转动听声现象导入，从波的独立传播特性出发，衔接叠加原理，进而讲解干涉条件及图样，结合自我诊断题和问题探究搭建学习支架。 其亮点是以实验探究为核心，通过问题链引导科学思维，用公式法和图像法判断加强点与减弱点培养模型建构能力，实例融入几何关系深化理解。助力学生形成运动与相互作用观念，提升科学探究能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第三章　机械波 3．4　波的干涉 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 目录 contents Part 01 课前预习·梳理教材 Part 02 课堂探究·核心突破 Part 04 课时作业(十七) Part 03 课堂达标·素养提升 第三章 机械波 返回导航 1 课前预习·梳理教材 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 一样 一样 一样 同时 矢量和 第三章 机械波 返回导航 1 加强 减弱 频率 相位差 第三章 机械波 返回导航 1 特有 第三章 机械波 返回导航 1 × × × √ × × 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂探究·核心突破 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂达标·素养提升 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课时作业（十七） 点击进入 word 第三章 机械波 返回导航 1 谢谢观看 第三章 机械波 返回导航 1 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和位移． 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． 一、波的叠加 1．两列波在彼此相遇并穿过后，波的形状和相遇前____，传播的情形也和相遇前____．两列水波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，继续传播，就像没有跟另一列水波相遇____． 2．波的叠加原理：几列波相遇时能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____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______． 二、波的干涉 1．频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是____，某些区域的振动总是____，这种现象叫作波的干涉(interference)．形成的这种稳定图样叫作干涉图样． 2．产生稳定干涉条件 (1)两列波的____必须相同． (2)两个波源的______必须保持不变． (3)振动方向相同． 3．干涉的普遍性 一切波都能够发生干涉，干涉是波____的现象． [自我诊断] 1．判断下列说法的正误． (1)两列波相遇后各自的振动特点会受到影响．( ) (2)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍．( ) (3)两列波叠加时，质点的位移一定增大．( ) (4)敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象．( ) (5)只有频率相同的两列波才可以叠加．( ) (6)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷．( ) 2．(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是(　　 ) A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2| B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2 C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 解析：选AD　波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差，A正确；波峰与波峰相遇，振动方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅，C错误，D正确． 一、波的叠加 [问题探究] 如图所示， 在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，演示两列波相向传播并相遇的现象．思考以下问题： (1)两列绳波相遇时，发生了什么现象？ (2)若绳两端持续上下抖动，两列绳波的振幅为A1、A2，则在两绳波的叠加区内，加强点和减弱点的振幅各多大？ 答案：(1)如图丙所示，相遇区的质点振动幅度加大了． (2)两列绳波相遇时，加强点的振幅为两列绳波振幅之和，即为A1＋A2，减弱点的振幅为两列绳波振幅之差|A1 －A2|． [知识深化] 对波的叠加的理解 1．波的独立传播特性 几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响． 2．波的叠加原理 波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是几个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小．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． (多选)如图波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b(f1<f2)，P为两个波源连线的中点，下列说法正确的是(　　) A．两列波将同时到达P点 B．a的波峰到达S2时，b的波峰也恰好到达S1 C．两列波在P点叠加时P点的位移最大可达A1＋A2 D．两列波相遇时，绳上位移可达A1 ＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧 解析：选AD　两列波在同一介质中传播，波速相等，同时到达中点P，A正确；因波长不同，当a的波峰到达S2时，b的波峰已越过S1，B错误；由于a的波长大于b的波长，两列波在P点叠加时两列波的波峰不可能同时到达P点，所以P点的位移最大不可能达A1＋A2，C错误；两列波相遇时，两列波峰同时到达P点的左侧，叠加后位移达到最大值，所以两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，而且此点在P点的左侧，D正确． [针对训练] 1．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．请判断：从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动(　　 ) A．a向上b向下　　 B．a向下b向上 C．a向下b向下 D．a向上b向上 解析：选B　根据波的叠加原理，两列波在相遇区域，每一质点的振动速度等于每列波单独引起的振动速度的矢量和．在图乙中，向右传播的波使质点b向上振动，向左传播的波引质点b的振动速度为零，故b向上振动；向左传播的波使质点a向下振动，向右传播的波引质点a的振动速度为零，故a向下振动．故选B． 二、波的干涉 [问题探究] 如图所示，操场中两根竖直杆上各有一个扬声器，接在同一扩音机上，一位同学沿着AB方向走来． (1)他听到的声音会有什么变化？ (2)这属于什么物理现象？ 答案：(1)有的地方声音强，有的地方声音弱．(2)干涉现象． [知识深化] 1．关于干涉的条件 (1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加．但稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定． (2)如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象． 2．关于加强点(区)和减弱点(区) (1)加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝A4＋A2． (2)减弱点：在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，A＝|A1－A2 |，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，并不振动，水面保持平静． 3．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示． (2)特征 ①加强区和减弱区的位置固定不变． ②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)． ③加强区与减弱区互相间隔． 如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则： (1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是________．振动减弱的点是__________． (2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是________． (3)画出此时刻a、c、e连线上，以a为起点的一列完整波形，标出e点． 解析：(1)a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c点处在a、e连线上，且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播，故c点是振动加强点，同理b、d是振动减弱点，f也是振动减弱点． (2)因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅为2A，最弱区的振幅为零，位移为零的点是b、c、d、f． (3)题图中对应时刻a处在两波谷的交点上，即此时刻a在波谷，同理e在波峰，所以所对应的波形如图所示． 答案：(1)a、c、e　b、d、f　(2)b、c、d、f　(3)图见解析 [针对训练] 2．如图所示，S是水面波的波源，MN是挡板，S1、S2是到S距离相等的两个相同的狭缝，BD为S1S2中垂线上的两点，实线代表波峰、虚线代表波谷，下列说法正确的是(　　) A．A、C点为振动加强点 B．B、D点为振动加强点 C．当S1、S2两狭缝宽度增加时，D点振动一定更剧烈 D．当S1、S2两狭缝距离减小时，D点振动幅度一定明显降低 解析：选B　A、C点是波峰和波谷叠加，为振动减弱点，故A错误；B点是波谷和波谷叠加，为振动加强点，D点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，故B正确；当S1、S2两狭缝宽度增加时，如果缝的宽度大于波的波长，衍射现象不明显，故C错误；当S1、S2，两狭缝距离减小时，D点可能不是振动加强点，这时振动幅度降低，但如果S1、S2两个狭缝关于BD对称的减小时，D点是振动加强点，此时振动幅度不变，故D错误． 如图所示，在直线PQ的中垂线OM上有A、B两个声源，分别距O点6 m和1 m，两个声源同时不断向外发出波长都为2 m的完全相同的声波．在直线PQ上从－∞到＋∞的范围内声波干涉减弱的区域共有(　　) A．无穷多个　　　　 B．7个 C．5个 D．3个 解析：选C　A、B两个声源到PQ距离差的范围0≤Δx≤5 m，干涉减弱的条件为Δx＝(2n＋1)eq \f(λ,2)＝(2n＋1)m，再由对称性知，减弱的区域共有5个，选项C项正确． 干涉加强点和减弱点的判断方法 (1)公式法：当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差Δx＝nλ(n＝0，1，2，…)处是加强点，Δx＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0，1，2，…)处是减弱点． (2)图像法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点．加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线．两种线互相间隔，这就是干涉图样，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间．　　 1．(多选)如图所示为两列相向传播的、振幅和波长都相同的横波，它们在O点相遇，此后可能出现的状态是(　　) 解析：选BD　当左列波的波峰和右列波的波谷在O点相遇时，叠加后的图像为B；当两列波的波峰在O点相遇时，叠加后的图像为D；而A和C是不可能出现的． 3．(多选)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 解析：选BD　在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，A项错误；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与波源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B、D项正确． 4．有频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，如图所示，一人站在声源北方的A点，此人此时听到的声音很响，这个人向东慢慢移动，声音逐渐减弱，到B点时几乎听不到声音，测得A、B间距离为1．5 m．则： (1)S1、S2声波的波长λ为多少？ (2)若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？ 解析：(1)依题意，A在S1S2的中垂线上，S1A＝S2A，此点为声波叠加振动加强处，走到B点几乎听不到声音，B点是声波叠加振动减弱处，则S1B－S2B＝eq \f(λ,2) 由几何关系S1B＝5 m，λ＝2 m． (2)设此人沿BS2走到C点，振动又一次加强． S1C－S2C＝2 m， S2C2＝(S2C＋2)2－S1Seq \o\al(2,2) 得S2C＝1．25 m，BC＝BS2－S2C＝(4－1．25) m＝2．75 m． 答案：(1)2 m　(2)2．75 m $$