波的干涉【 備課精講精研 + 能力拓展提升】 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

3.4波的干涉一、波的疊加觀察波的疊加現(xiàn)象波的疊加一、波的疊加1.波的獨(dú)立性：幾列波在同一介質(zhì)中相遇，能夠保持各自的特征，繼續(xù)傳播。一、波的疊加觀察波的疊加現(xiàn)象一、波的疊加一、波的疊加2.波的疊加原理:在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(chǎn)生的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。3.每一質(zhì)點(diǎn)仍然是在各自的平衡位置附近做振動(dòng)。生活中波的獨(dú)立傳播和疊加1.開(kāi)會(huì)時(shí)，大家討論的面紅耳赤，會(huì)議室內(nèi)聲音特響，但還是能區(qū)分出每一個(gè)人的說(shuō)話聲音。一、波的疊加2.紅綠光束空間交叉相遇(紅是紅、綠是綠，…)3.空中無(wú)線電波很多(仍能分別接收各個(gè)電臺(tái))

兩列頻率相同的波相遇時(shí)，在它們重疊的區(qū)域會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？觀察與思考

現(xiàn)象：兩列頻率相同的水波相遇后，在它們重疊的區(qū)域里出現(xiàn)了一條條從兩個(gè)波源中間伸展出來(lái)的相對(duì)平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開(kāi)。二、波的干涉二、波的干涉P’P分析P點(diǎn)振動(dòng)情況P點(diǎn)和P‘點(diǎn)都屬于振動(dòng)加強(qiáng)！二、波的干涉分析Q點(diǎn)振動(dòng)情況Q點(diǎn)屬于振動(dòng)減弱Q二、波的干涉3.振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)：波峰與波峰或者波谷與波谷的相遇點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，振幅最大（A1+A2），為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；波峰與波谷的相遇點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，振幅最小（A1-A2），為振動(dòng)減弱點(diǎn)。注：振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）點(diǎn)是指質(zhì)點(diǎn)的振幅最大（?。?，而不是指振動(dòng)的位移始終最大（?。?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的。二、波的干涉振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域和振動(dòng)減弱區(qū)域如何才能形成穩(wěn)定的振動(dòng)加強(qiáng)減弱區(qū)域呢？二、波的干涉4.波的干涉：頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波疊加

時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是

減弱，這種現(xiàn)象叫作波的干涉。形成的這種穩(wěn)定圖樣

叫作干涉圖樣。

課后習(xí)題1.如圖表示兩列頻率相同的橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。（1）描述一個(gè)周期內(nèi)M、N兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。（2）用空心小圓圈把半個(gè)周期后圖中具有最大正位移的點(diǎn)標(biāo)出來(lái)，用實(shí)心小圓點(diǎn)把半個(gè)周期后圖中具有最大負(fù)位移的點(diǎn)標(biāo)出來(lái)。（3）把圖中比較“平靜”的地方用虛線標(biāo)出來(lái)。

課后習(xí)題2.如圖所描述的時(shí)刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。（1）隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凸起最高的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個(gè)方向遷移？M質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)？（2）指出圖中哪個(gè)位置是凹下最低的位置（只需指出一個(gè)）。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凹下最低的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？（3）由圖中時(shí)刻經(jīng)過(guò)T/4時(shí)，M質(zhì)點(diǎn)的位移有什么特點(diǎn)？二、波的干涉尋找振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)的空間位置規(guī)律S1S2二、波的干涉(1)若P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)：（n=0,1,2,……）則有P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍。5.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的分布規(guī)律（兩波源的相位相同）(2)若P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)：則有P點(diǎn)到兩列波的波源的距離差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。（n=0,1,2,……）二、波的干涉二、波的干涉1.若兩波頻率相同，振動(dòng)情況完全相同：某點(diǎn)到兩波源的距離差二、波的干涉2.若兩波頻率相同，振動(dòng)情況完全相反：某點(diǎn)到兩波源的距離差

課后習(xí)題AC隨堂練習(xí)例1、(單選)關(guān)于波的疊加和干涉,下列說(shuō)法中正確的是()A.兩列頻率不相同的波相遇時(shí),因?yàn)闆](méi)有穩(wěn)定的干涉圖樣,所以波沒(méi)有疊加B.兩列頻率相同的波相遇時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)C.兩列頻率相同的波相遇時(shí),如果介質(zhì)中的某點(diǎn)振動(dòng)是加強(qiáng)的,某時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)的位移x可能是零D.兩列頻率相同的波相遇時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱的點(diǎn)的位移大C隨堂練習(xí)【答案】：C【解析】：根據(jù)波的疊加原理,只要兩列波相遇就會(huì)疊加,所以A錯(cuò);兩列頻率相同的波相遇時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點(diǎn),所以B錯(cuò);振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)僅是振幅增大,但仍在平衡位置附近振動(dòng),也可能有位移為零的時(shí)刻,所以C正確,D錯(cuò)誤。隨堂練習(xí)例2、(單選)兩列振幅和波長(zhǎng)都相同而傳播方向相反的波(如圖甲所示),在相遇的某一時(shí)刻,兩列波“消失”(如圖乙所示)。此時(shí)介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是()A.x向下,y向上 B.x向上,y向下C.x、y都向上 D.x、y都向下A隨堂練習(xí)【答案】：A【解析】：由題圖看出,兩列波的波峰與波谷疊加,振動(dòng)減弱,兩波的振幅相等,所以題圖乙所示的時(shí)刻兩列波“消失”。根據(jù)波形平移法判斷可知,向右傳播的波單獨(dú)引起x的振動(dòng)方向向下,y的振動(dòng)方向向上,向左傳播的波單獨(dú)引起x的振動(dòng)方向向下,y的振動(dòng)方向向上,根據(jù)疊加原理可知,此時(shí)x質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下,y質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,故A正確。隨堂練習(xí)例4、(單選)如圖所示,S1、S2是兩個(gè)相干波源,它們的相位及振幅均相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c三質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是()A.a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱,b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)B.a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱C.再過(guò)T/4后,b、c兩質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置,振動(dòng)將減弱D.a質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置,b質(zhì)點(diǎn)一直在波峰,c質(zhì)點(diǎn)一直在波谷A隨堂練習(xí)【答案】：A【解析】：a質(zhì)點(diǎn)處是兩列波波峰與波谷疊加的地方,振動(dòng)始終減弱