内容正文:
第三章
机械波
第1讲 描述运动的基本概念
04 波的叠加、干涉
疑难点
第1讲 描述运动的基本概念
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。
如图所示,在同一直线上,向右传播的波和向左传播的波相遇以后,各自还是按照相遇前的波速、振
幅、频率继续沿着各自的方向传播,不会因为相遇而发生任何变化。
第1讲 描述运动的基本概念
1.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(质点所有运动学矢量都遵循此规律)。两列同相波叠加,振动加强,振幅增大;两
列反相波叠加,振动减弱,振幅减小。
2.波的干涉
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加强,某些区域的振动总
是减弱,这种现象叫作波的干涉。
第1讲 描述运动的基本概念
3.干涉图样:波的干涉中所形成的稳定图样。
干涉示意图如图所示:振动加强区和减弱区相互间隔,位置固定。
注意:如果两波频率不相同,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果不相同,就看不到稳定的干涉
图样,只能看到一般的振动叠加现象。
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难
波的叠加是波具有独立传播性质的必然结果,由于总位移是各个波单独引起位移的矢量和,所以叠加区
域的质点的位移的大小可能比这几列波单独传播时的位移更大,也可能更小。
关键提醒
两列波相遇时叠加与稳定干涉现象的关系:
任意两列波都能叠加,而干涉现象是由波的叠加引起的一种特殊现象,只有满足一定条件,才能发生稳
定的干涉现象。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 如图所示,S1和S2是两相干水波波源,它们振动同步且振幅相同①,振幅A=10 cm。实线和虚线分别
表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为5 cm,A、B、C三质点的平衡
位置在同一直线上,且B点为A、C连线的中点②。下列说法正确的是 ( )
A.A点是振动减弱点
B.B点是振动加强点
C.此时A、C两点的竖直高度差为20 cm
D.再经过半个周期,质点A的位移为零
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 A点是波峰与波峰相遇处,A点是振动加强点,A错误;S1和S2是两相干水波波源,它们振动同步且振
幅相同,B到S1、S2的距离相等,可知当S1的波峰传到B点时S2的波峰同时传到B点,故B点是振动加强点,B
正确;此时A、C两点振动均加强,A处于波峰位置,偏离平衡位置向上的距离为2A=20 cm,C处于波谷位
置,偏离平衡位置向下的距离为2A=20 cm,故A、C的竖直高度差为4A=40 cm,C错误;题图所示时刻质点
A处于波峰,再经过半个周期,A处于波谷,故经半个周期后质点A的位移为-2A=-20 cm,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
信息解读
①到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍的点是振动加强点。
②该直线上的点都是振动加强点,振动加强点是两波的波峰或两波的波谷总是同时到达的点。
第1讲 描述运动的基本概念
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