5 第三章 5.波的干涉与衍射（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件聚焦波的叠加原理、干涉现象及衍射现象，通过“音叉转圈声音忽强忽弱”等知识辨析问题导入，以波的传播独立性为基础，逐步过渡到叠加规律、干涉条件与图样、衍射条件，构建递进式学习支架。 其亮点在于融合知识辨析、关键能力讲解与典例分析，通过科学推理（如波程差判断加强减弱点）和模型建构（干涉图样特征）培养科学思维，结合问题驱动的探究设计（如大山中信号接收差异分析）。学生能深化振动与波的物理观念，教师可依托系统资源提升教学效果。

1.波的传播的独立性 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。如图甲、乙所示,在同一直线上,向右 传播的波1和向左传播的波2相遇以后,各自还是按照相遇前的波速、振幅、频率继续沿着各 自的传播方向传播。 甲 乙 知识点 1 波的叠加原理 5 波的干涉与衍射 必备知识 清单破 第1讲　描述运动的基本概念 2.波的叠加原理 在几列波传播的重叠区域内,介质中的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。 叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小。两列同相波叠加,振动方向相同,振动加强,振 幅增大;两列反相波叠加,振动方向相反,振动减弱,振幅减小。 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义 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。 2.发生干涉的条件 (1)两列波的频率相同。 (2)两个波源的相位差恒定。 (3)两列波的振动方向相同。 知识点 2 波的干涉现象 第1讲　描述运动的基本概念 3.干涉图样及其特征 (1)干涉图样:如图所示。 (2)特征 ①振动加强区和振动减弱区的位置固定不变,振动加强区始终加强,振动减弱区始终减弱(加 强区与减弱区不随时间变化)。 ②振动加强区与振动减弱区互相间隔。 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义:波能够绕到障碍物的后面传播的现象,叫作波的衍射。 2.发生明显衍射现象的条件 当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时,就能看到明显的衍射现象。 知识点 3 波的衍射现象 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.猛击音叉并围绕振动的音叉转一圈的过程中,会听到声音忽强忽弱,这是波的衍射现象吗? 2.在干涉现象中,振动加强点的振幅可能比振动减弱点的振幅小吗?位移呢? 3.在大山深处,可以接收到广播信号而不能接收到电视信号,是因为电视信号的波长比广播信 号的波长短吗? 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不是。这不是衍射现象,而是干涉现象。 2.在干涉现象中,振动加强点的振幅总比振动减弱点的振幅大,但振动加强点的位移有时可能 比振动减弱点的位移小。 3.是。由于大山的存在,波长短的电视信号不能发生明显的衍射现象,会被大山挡住,而波长 较长的广播信号发生了明显的衍射现象,因此能绕过大山传播。 第1讲　描述运动的基本概念 1.对振动加强点和振动减弱点的理解 (1)振动加强点和振动减弱点始终以振源的频率振动,其振幅不变,但位移随时间变化。 (2)振动加强点的振动总是加强的,但并不是始终处于波峰或波谷,它们在平衡位置附近振动, 振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2,有的时刻位移为零;振动减弱点的振动始终减 弱,位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差,振幅为两列波的振幅之差。 2.振动加强点和振动减弱点的判断方法 (1)条件判断法 振动情况完全相同的两个波源产生的波叠加时,某点的振动是加强还是减弱,取决于两个相 干波源到该点的波程差Δr:若Δr=2k· (k=0,±1,±2,…),即半波长的偶数倍,则该点振动加强;若 Δr=(2k+1)· (k=0,±1,±2,…),即半波长的奇数倍,则该点振动减弱。 定点 干涉现象中的振动加强点与振动减弱点 关键能力 定点破 第1讲　描述运动的基本概念 (2)现象判断法 若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,则该点为振动加强点;若某点总是波峰与波谷相 遇,则该点为振动减弱点。因波的传播速度相同,若两列波的两个波峰(或波谷)到某点的距离 相等,波峰(或波谷)会同时到达该点,则该点就是振动加强点。 (3)合成法 在两列波相遇时,若两列波分别引起某质点的振动方向总是相同,则质点是振动加强点,若总 是相反,则为振动减弱点。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　甲、乙两列波的振幅分别为A、 ,在同一介质中相向传播,某时刻的波形图如图所示 【1】,x=4 m处的质点再过1 s将第一次到达波谷【2】,以下说法正确的是 (　    ) A.这两列波不能产生干涉现象 B.经过4 s两波会相遇 C.x=7 m处的质点振幅为A D.x=6 m处的质点振动加强 典例 D 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】甲、乙两列波的波长均为λ=4 m,波源的起振方向相同,均沿y轴正方向; 【2】x=4 m处的质点处于平衡位置向y轴负方向运动,经 到达波谷,故 =1 s。 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    解答本题的思路如下: (1)利用同侧法【3】确定振动方向。 (2)判断某点是振动加强点还是振动减弱点。 (3)判断振幅:振动加强点的振幅为两列波振幅之和,振动减弱点的振幅为两列波振幅之差【4】。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    甲、乙两列波在同种介质中传播,波速v相同,由图可知甲、乙两列波的波长λ也相同, 因此甲、乙两列波的周期相同,频率相同,相位差恒定,所以可以发生干涉,A错误(由【1】得 到);两列波的波长λ=4 m,x=4 m处的质点再过1 s将第一次到达波谷,即1 s= ,得T=4 s(由 【2】得到),则波速v= =1 m/s,两波相遇所需时间t= =2 s,B错误;选取x=3 m处和x=11 m处 的质点,它们的平衡位置到x=7 m的距离相等,振动情况相反(由【3】得到),因此两列波在x=7 m处振动减弱,x=7 m处质点的振幅为A- = ,C错误(由【4】得到);选取x=2 m和x=10 m处的 质点,它们的平衡位置到x=6 m的距离相等,振动情况相同(由【3】得到),因此两列波在x=6 m 处振动加强,D正确。故选D。 第1讲　描述运动的基本概念 $