新教材高中物理第三章機械波4波的干涉課件新人教版選擇性必修第一冊

1、4波的干涉第三章機械波學習目標學法指導1熟悉波的干涉現(xiàn)象2理解波的疊加原理，知道波的干涉也是波特有的現(xiàn)象3理解形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件1通過具體的實例掌握兩列波疊加的規(guī)律2總結(jié)波的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生干涉的條件3思考波的干涉原理可以應(yīng)用在生活、生產(chǎn)中的哪些方面知識導圖預習導學 | 新知領(lǐng)悟1波的疊加(1)波的獨立傳播：幾列波相遇后彼此穿過，仍然_各自的_，繼續(xù)傳播即各自的波長、頻率等_(2)波的疊加：在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點_參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的_波的干涉保持運動特征保持不變同時矢量和2波的干涉(1)定義：_相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波

2、疊加時，某些區(qū)域的振動總是_，某些區(qū)域的振動總是_，這種現(xiàn)象叫作波的干涉，所形成的這種穩(wěn)定圖樣叫作_(2)干涉條件：兩列波的頻率必須_；兩個波源的相位差必須_(3)一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波_的現(xiàn)象頻率加強減弱干涉圖樣相同保持不變特有1敲擊音叉使其發(fā)聲，然后轉(zhuǎn)動音叉，為什么聽到聲音忽強忽弱？【答案】這是聲波的干涉現(xiàn)象音叉的兩股振動頻率相同，這樣，兩列頻率相同的聲波在空氣中傳播，有的區(qū)域振動加強，有的區(qū)域振動減弱，于是聽到聲音忽強忽弱2有人說在波的干涉圖樣中，加強點就是位移始終最大的點，減弱點就是位移始終為零的點，這種說法對嗎？【答案】這種說法不正確在干涉圖樣中的加強點是以兩列波的振幅之和為振

3、幅做振動的點，某一瞬時振動位移可能是零同理，減弱點是以兩列波的振幅之差為振幅做振動的點，它的位移不一定始終為零蟋蟀是利用了_發(fā)出聲音，某同學圍繞蟋蟀走了一圈，聽到忽高忽低的蟋蟀聲，這是由于聲波的_現(xiàn)象填空處選擇正確的是()A蟋蟀的嘴衍射B蟋蟀的翅膀干涉C蟋蟀的翅膀共振D蟋蟀的嘴共振【答案】B【解析】蟋蟀是依靠一雙翅膀的振動發(fā)聲，兩翅膀的振動頻率、振幅相同，形成相干波源，在周圍出現(xiàn)振動加強與減弱的區(qū)域多維課堂 | 素養(yǎng)初培如圖所示，操場中兩根電線桿上各有一只揚聲器，接在同一個擴音機上，一位同學沿著MN方向走來對波的疊加與波的干涉現(xiàn)象的理解問題(1)他聽到的聲音會有什么變化？(2)為什么？【答案】

4、(1) 聲音忽強忽弱(2) 因為聲波發(fā)生了干涉現(xiàn)象1波的獨立傳播幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，繼續(xù)傳播即各自的波長、頻率等保持不變2波的疊加波的疊加原理是波具有獨立傳播性的必然結(jié)果，由于總位移是兩個位移的矢量和，所以疊加區(qū)域的質(zhì)點的位移可能增大，也可能減小探究總結(jié)兩列同相波的疊加，振動加強，振幅增大(如圖甲所示)兩列反相波的疊加，振動減弱，振幅減小(如圖乙所示)甲乙3干涉條件(1)波的疊加是無條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會疊加(2)穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生是有條件的，必須是兩列同類的波，并且波的頻率相同、振動方向在同一直線上、相位差恒定如果兩列波的頻率不相等，在同一種介質(zhì)中傳播時其波長

5、就不相等，這樣不能形成穩(wěn)定的振動加強點和減弱點因此我們就看不到穩(wěn)定的干涉圖樣，只能是一般的振動疊加現(xiàn)象(3)明顯的干涉圖樣和穩(wěn)定的干涉圖樣意義是不同的，明顯的干涉圖樣除了滿足相干條件外，還必須滿足兩列波振幅差別不大振幅越是接近，干涉圖樣越明顯4關(guān)于加強點(區(qū))和減弱點(區(qū))(1)加強點：在某些點兩列波引起的振動始終加強，質(zhì)點的振動最劇烈，振動的振幅等于兩列波的振幅之和，AA1A2(2)減弱點：在某些點兩列波引起的振動始終削弱，質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，A|A1A2|，若兩列波振幅相同，質(zhì)點振動的合振幅就等于零，水面保持平靜5干涉圖樣及其特征(1)干涉圖樣：如圖所示(2)特征：加強區(qū)和

6、減弱區(qū)的位置固定不變加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱(加強區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化)加強區(qū)與減弱區(qū)互相間隔特別提醒：(1)振動加強的點的振動總是加強，但并不是始終處于波峰或波谷，它們都在平衡位置附近振動，有的時刻位移也為零只是振幅為兩列波振幅之和，顯得振動劇烈(2)振動減弱點的振動始終減弱，位移的大小始終等于兩列波分別引起位移的大小之差，振幅為兩列波振幅之差如果兩列波的振幅相同，則振動減弱點將會總是處于靜止素養(yǎng)點評：本探究通過對波的疊加與波的干涉現(xiàn)象的理解，培養(yǎng)“科學思維”素養(yǎng).波的干涉精練1(多選)如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷此刻，M是波峰與波峰的相遇點，下列

7、說法中正確的是()A該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置BP、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置C隨著時間的推移，質(zhì)點M向O點處移動D從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置【答案】BD【解析】由題圖可知，圖中O、M為振動加強點，此時刻O處于波谷，M處于波峰，A錯誤；N、P為減弱點，又因兩列波振幅相同，因此，N、P兩點振幅為零，即兩質(zhì)點始終處于平衡位置，B正確；質(zhì)點不會隨波移動，C錯誤；從該時刻起經(jīng)四分之一周期，兩列波在M點分別引起的振動都位于平衡位置，故M點位于平衡位置，D正確變式1(多選)如圖表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇圖中實線表示某時刻的波峰，虛線表示的是波谷，下列說法正

8、確的是()Aa、c兩點的振動加強，b、d兩點的振動減弱Be、f兩點的振動介于加強和減弱之間C經(jīng)適當?shù)臅r間后，加強點和減弱點的位置互換D經(jīng)半個周期后，原來位于波峰的點將位于波谷，原來位于波谷的點將位于波峰【答案】AD【解析】波的干涉示意圖所示的僅是某一時刻兩列相干波疊加的情況，形成干涉圖樣的所有介質(zhì)質(zhì)點都在不停地振動著，其位移的大小和方向都在不停地變化著但要注意，對穩(wěn)定的干涉，振動加強和減弱的區(qū)域的空間位置是不變的a點是波谷和波谷相遇的點，c點是波峰和波峰相遇的點，都是振動加強點；而b、d兩點都是波峰和波谷相遇的點，是振動減弱點，A正確；e點位于加強點的連線上，為加強點，f點位于減弱點的連線上，

9、為減弱點，B錯誤；相干波源產(chǎn)生的波的干涉是穩(wěn)定的，加強點與減弱點的位置不會隨時間變化，C錯誤；因形成干涉圖樣的介質(zhì)質(zhì)點也在不停地做周期性振動，經(jīng)半個周期原來位于波峰的點將位于波谷，原來位于波谷的點將位于波峰，D正確波的疊加精練2消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題，內(nèi)燃機、通風機等在排放各種高速氣流的過程中都發(fā)出噪聲，干涉型消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲，干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運行如圖所示，產(chǎn)生的波長為的聲波沿水平管道自左向右傳播，當聲波到達a處時，分成兩束相干波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，即可達到削弱噪聲的目的，若r|r2r1|，則r等于()【答案】C【解析】根

10、據(jù)干涉特點知，兩相干波源的距離差為波長的整數(shù)倍時，此點為振動加強點，而消除噪聲不能加強，故A、B錯誤；距離差為半波長的奇數(shù)倍時，此點為振動減弱點，本題為消除噪音，要減弱振動，故C正確，D錯誤變式2在學校運動場上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5 m的聲波一同學從該跑道的中點出發(fā)，向某一端點緩慢行進10 m，在此過程中，他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為()A2B4C6D8【答案】B【解析】根據(jù)波的干涉的加強點和減弱點的條件，可知當某點與兩個波源距離差為波長的整數(shù)倍時，該點為振動加強點，即聲音加強點，由題可知，xn5n(n0,1,2，)

11、，所以這位同學距離跑道兩端相差 5 m 的整數(shù)倍，也就是說這位同學每向前運動2.5 m，就為一個聲音加強點，10 m內(nèi)共有4個點，故B正確核心素養(yǎng)微專題波的衍射與干涉現(xiàn)象的比較干涉與衍射的研究對象不同，從形式上看，衍射是波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，而波的干涉是兩列波的疊加；干涉圖樣與衍射圖樣不同，干涉圖樣中有間隔均勻的加強、減弱區(qū)，而衍射圖樣相當于從衍射孔處有一個新的波源【考題延伸】利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖甲、乙所示，則()A圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象B圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象C圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象D圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象【答案】D

12、【解析】圖甲中可以看出只有一條狹縫，是一列波的傳播，水波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；圖乙中有兩個波源，是兩列波的傳播，在重疊區(qū)域，有些區(qū)域振動加強，有些區(qū)域振動減弱，是干涉現(xiàn)象，故D正確素養(yǎng)點評：本題通過考查波的衍射與干涉現(xiàn)象的比較，培養(yǎng)學生的“科學思維”素養(yǎng)課堂小練 | 素養(yǎng)達成1(2020年嘉定區(qū)校級期中)如圖所示，分別用實線和虛線表示的兩列水波在水中相遇某時刻，A位置剛好為兩列波各自的第一個波峰相遇處，則A位置()A始終保持在平衡位置上方B始終是振動加強點C始終是振動減弱點D既不是始終加強也不是始終減弱【答案】D2(2021屆奉賢區(qū)一模)如圖所示，實線表示波源S1、S2發(fā)出的兩列水波的波峰位置，

13、則圖中()Aa、b均為振動減弱Ba、b均為振動加強Ca振動加強，b振動減弱Da振動減弱，b振動加強【答案】D【解析】圖示時刻，a點是S1的波谷與S2的波峰相遇，振動減弱；b點是波谷與波谷相遇，振動加強故A、B、C錯誤，D正確3當兩列同頻率的水波發(fā)生干涉現(xiàn)象時，若兩列波的波峰在P點相遇，則()質(zhì)點P的振動始終加強質(zhì)點P的頻率最大質(zhì)點P的位移始終最大質(zhì)點P的位移有時可能為零ABCD【答案】D【解析】由于兩列波的波峰在P點相遇，P點是振動加強點，且振動始終加強，故正確；兩列波發(fā)生干涉，它們的周期和頻率不會發(fā)生改變，各個點的頻率仍是相同的，故錯誤；振動加強并不意味著其位移始終最大，振動加強點的振幅最大，但位移總在變化，有時可能為零，故錯誤，正確故D正確4(多選)如圖所示，S1、S2是振動情況完全相同的兩個機械波波源，振幅為A，a、b、c三點分別位于S1、S2連線的中垂線上，且abbc.某時刻a是兩列波波峰的相遇點，c是兩列波波谷的相遇點，則()Aa處質(zhì)點的位移始終為2ABc處質(zhì)點的位移始終為2ACb處質(zhì)點的振幅為2ADc處質(zhì)點的振幅為2A【