3.5 波的干涉与衍射 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

重叠区域里面看到了我的干涉现象，有些区域的震动加强了，有些区域的震动减弱了。加强的区域始终加强，减弱的区域始终减弱，加强区和减弱区是固定的，这种现象我们把它叫做水波的干涉。 波的。叠加。两列波相向而行相遇时会发生什么现象呢？两列波相遇后，在相遇区域发生了叠加之后相互穿过继续传播。这是一个实际过程的模拟。我们可以清晰的看到两列波相遇时相互叠加彼此穿过的过程。我们再观察一下这两列波相遇时的情形。两列波相遇后，相互叠加，彼此穿过，就像没跟另一列波相遇一样，继续向前传播。 §3.5 波的干涉与衍射 新课导入 两列波相遇会不会像两个球相遇那样，改变了它们原来的运动状态呢？ 一、波的独立传播原理 相遇前 相遇时刻 相遇过程 相遇后 大量事实证明，介质中的几列波相遇后，仍将保持着它们各自原有的特性（频率、振幅、振动方向、传播方向等）继续传播，并不因为有其他波的存在而发生变化。它们互不干扰。 例如当乐队合奏或几个人同时谈话时，我们仍然能够分辨出不同的乐器、不同人的声音。 二、波的叠加原理 在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和，这就是波的叠加原理。 每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。 二、波的叠加原理 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。 根据波的叠加原理，叠加区域的质点的振动可能加强，也可能减弱。 二、波的叠加原理 1.振动加强：两列波长相同且同相的波发生叠加时，振动加强，合振幅将增大 。 同相：振动步调完全一致。 （1）同峰同谷，同经平衡位置向同一方向振动； （2）相位差为0或2 的整数倍。 （3）位移差为波长的整数倍或半波长的偶数倍。 二、波的叠加原理 1.振动减弱：两列波长相同且反相的波发生叠加时，振动减弱，合振幅将减小 。 反相：振动步调完全相反。 （1）峰谷不同，同经平衡位置向相反方向振动； （2）相位差为 。 （3）位移差为半波长的奇数倍。 二、波的叠加原理 峰峰谷谷，同相加强； 峰谷对干，反相减弱。 振动加强/减弱口诀： 二、波的叠加原理 P点振动加强（合振幅A为2A1） P x1 0 t A1 -A1 若A1=A2 二、波的叠加原理 P点振动加强（合振幅A为A1＋A2） P x1 0 t A1 -A1 x2 0 t -A2 A2 x 0 t A -A 若A1 A2 二、波的叠加原理 Ｑ点不振动（合振幅A为零） x 0 t Q x1 0 t A1 -A1 x2 0 t A2 -A2 若A1=A2 A 二、波的叠加原理 x 0 t Q Ｑ点振动减弱（合振幅A为｜A1－A2｜） x1 0 t A1 -A1 x2 0 t -A2 A2 A -A 若A1 A2 二、波的叠加原理 把振动最强的质点连起来，为振动加强区； 振动最弱的质点连起来，为振动减弱区。 强区和弱区是相互隔开，强弱相间的 观察与思考 强 弱 强 弱 强 弱 实验现象：两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现一条条从两个波源中间展开来的水面相对平静的区域和振动较强的区域。这两种区域的分布固定而且相互隔开。 你观察到了什么？ 三、波的干涉现象 频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动加强，另一些区域的质点振动减弱，并且这两种区域互相隔开、位置保持不变。这种稳定的叠加现象叫作波的干涉。 水波干涉图样 水波干涉俯视图样 三、波的干涉现象 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，一切波都可能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。 稳定干涉条件 两波源的频率相同 振动方向相同 相位差恒定 三、波的干涉现象 峰峰谷谷 三、波的干涉现象 干涉图样的特点： 干涉图样特点 ① 振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。 ② 振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。 ③ 振动加强点和振动减弱点是间隔出现。 ④ 干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。 三、波的干涉现象 课本自我评价P85 三、波的干涉现象 【典例1】（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 三、波的干涉现象 【典例2】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 三、波的干涉现象 【典例3】（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 四、波的衍涉现象 1.定义： 波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 障碍物 阴影区 阴影区 波源 衍——延展之意 波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 下课 Lavf57.62.100 $