3.4波的干涉課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

新知導(dǎo)入

這種圖案是怎樣產(chǎn)生的？

生活中，在平靜的水面上，下落的雨滴激起層層漣漪，形成了復(fù)雜而美麗的圖案。新知講解一、波的疊加

在介質(zhì)中常常有幾列波同時傳播。兩列波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，改變各自的運動特征呢？觀察波的疊加現(xiàn)象

在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，在繩上分別產(chǎn)生相向傳播的兩列波（圖3.4-1甲）。

觀察兩列波的傳播情況。圖3.4-1波的疊加新知講解一、波的疊加

可以發(fā)現(xiàn)，兩列波在彼此相遇并穿過后，波的形狀何相遇前一樣，傳播的情形也和相遇前一樣（圖3.4-1戊）。波的獨立傳播：即各自的波長、頻率等保持不變。

事實表明，幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移就等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和（圖3.4-1丙）。圖3.4-1波的疊加觀察波的疊加現(xiàn)象

在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，在繩上分別產(chǎn)生相向傳播的兩列波（圖3.4-1甲）。

觀察兩列波的傳播情況。新知講解一、波的疊加

兩列周期相同的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域里會發(fā)生什么現(xiàn)象？新知講解二、波的干涉觀察水波的干涉

水槽中，波源是固定在同一個振動片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動片振動時，兩根細(xì)桿周期性地觸動水面，形成兩個波源。這兩個波源發(fā)出的是頻率相同的波。兩列波的振動方向也相同，水面質(zhì)點的振動都沿上下方向。由于兩根細(xì)桿是同步振動的，所以它們振動的相位差保持不變（總是0）。圖3.4-2水波干涉圖樣現(xiàn)象：這兩列波相遇后，在它們重疊的區(qū)域形成如圖3.4-2所示的圖樣：水面上出現(xiàn)了一條條相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域，這兩類區(qū)域在水面上的位置時穩(wěn)定的。

怎么解釋上面觀察到的現(xiàn)象呢？

如圖3.4-3，用兩組同心圓表示從波源發(fā)出的兩列波藍(lán)線圈表示波峰，黑色圈表示波谷。藍(lán)線圓與黑線圓間的距離等于半個波長，藍(lán)線與藍(lán)線、黑線與黑線之間的距離等于一個波長。圖3.4-3波的干涉的示意圖①把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點連起來，為振動加強區(qū)；

②相應(yīng)的振動最不激烈或靜止的質(zhì)點連起來，為振動減弱區(qū)；

③振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的。

怎么解釋上面觀察到的現(xiàn)象呢？

如圖3.4-3，用兩組同心圓表示從波源發(fā)出的兩列波藍(lán)線圈表示波峰，黑色圈表示波谷。藍(lán)線圓與黑線圓間的距離等于半個波長，藍(lán)線與藍(lán)線、黑線與黑線之間的距離等于一個波長。圖3.4-3波的干涉的示意圖注意：（1）振動加強的區(qū)域振動始終加強，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱。（2）振動加強（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點的振幅大（?。?，而不是指振動的位移大（?。?，因為位移是在時刻變化的。波的干涉：頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉。圖3.4-3波的干涉的示意圖產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率必須相同。

聲波也能發(fā)生干涉。一切波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。判斷振動加強和減弱的常用方法①條件判斷法

振動頻率相同、振動步調(diào)完全相同的兩波源的波疊加時，設(shè)某點到兩波源的距離差為Δr。①當(dāng)Δr＝k·λ(k＝0,1,2…)時為加強點。②當(dāng)Δr＝(2k＋1)·λ/2

時為減弱點(k＝0,1,2…)。

若兩波源振動步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反。②現(xiàn)象判斷法

若某點總是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，該點為加強點；若某點總是波峰與波谷相遇，則為減弱點。

若某點是平衡位置和平衡位置相遇，則讓兩列波再傳播T/4，看該點是波峰和波峰(波谷與波谷)相遇，還是波峰和波谷相遇，從而判斷該點是加強點還是減弱點。例題例1：當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時，如果兩列波的波峰在P點相遇，下列說法正確的有（

）A、質(zhì)點P的振幅最大B、質(zhì)點P的振動始終是加強的C、質(zhì)點P的位移始終最大D、質(zhì)點P的位移有時候為零ABC例題例2：(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，下列說法錯誤的是(

)A、e、f兩點的振動介于加強和減弱之間B、a、c兩點的振動加強，b、d兩點的振動減弱C、經(jīng)適當(dāng)?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AC總結(jié)提升波的疊加波的干涉原理波的干涉現(xiàn)象定義產(chǎn)生條件判斷方法課堂檢測【練習(xí)1】（多選）波源甲、乙分別在一根水平放置的繩的左右兩端，兩波源發(fā)出的波在繩中的傳播速度均是1m/s。在t=0時刻繩上的波形如圖

所示（兩波源均只發(fā)出半個波）。則根據(jù)波的疊加原理，以下敘述錯誤的是（

）A、當(dāng)t=2s時，波形如圖①所示；當(dāng)t=4s時，波形如圖②所示B、當(dāng)t=2s時，波形如圖①所示；當(dāng)t=4s時，波形如圖③所示C、當(dāng)t=2s時，波形如圖②所示；當(dāng)t=4s時，波形如圖③所示D、當(dāng)t=2s時，波形如圖②所示；當(dāng)t=4s時，波形如圖①所示ABD課堂檢測【練習(xí)2】（多選）如圖所示，實線與虛線分別表示振幅為A、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，下列說法中正確的是（

）A、P、N兩處的質(zhì)點始終處在平衡位置B、隨著時間的推移