10.5波的干涉.ppt

波的干涉 高二物理组 两列波相遇会不会像两个球相遇那样改变了它们原来的运动状态呢 一 波的叠加 生活中的例子 生活中的例子 一 波的叠加原理 1 波传播的独立性 几列波相遇之后 仍然保持它们各自原有的特征 频率 波长 振幅 振动方向等 不变 并按照原来的方向继续前进 好象没有遇到过其他波一样互不干扰 例 a众多说话声中 能辨别出某个人的声音 b乐队中各乐器演奏的独立性 在两列波重叠的区域里 任何一个质点的振动应该是怎样的呢 一想想 波在叠加时的特点 一 波的叠加原理 1 波传播的独立性 几列波相遇之后 仍然保持它们各自原有的特征 频率 波长 振幅 振动方向等 不变 并按照原来的方向继续前进 好象没有遇到过其他波一样互不干扰 2 波的叠加原理 在几列波重叠的区域里 介质的质点同时参与这几列波所产生的振动 质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和 如果是两列水波相遇 会有怎样的现象呢 想一想 3 波的干涉 振动加强 振动加强 振动加强 振动加强 振动减弱 振动减弱 振动减弱 二 波的干涉 1 何处振动加强 何处振动减弱 2 加强与减弱的意义是什么 P点振动最强 振幅为A1 A2 二 波的干涉 波峰与波峰相遇 波谷与波谷相遇处振动加强 1 何处振动加强 何处振动减弱 2 加强与减弱的意义是什么 P点振动最强 振幅为A1 A2 二 波的干涉 波峰与波峰相遇 波谷与波谷相遇处振动加强 加强区质点振动的振幅大 但位移不一定大 有可能为零 1 何处振动加强 何处振动减弱 2 加强与减弱的意义是什么 点振动最弱 振幅为 A1 A2 点不振动 振幅为零 二 波的叠加的加强点和减弱点的解释 波峰与波峰相遇 波谷与波谷相遇处振动加强 加强区质点振动的振幅大 但位移不一定大 有可能为零 1 何处振动加强 何处振动减弱 2 加强与减弱的意义是什么 波峰与波谷相遇处振动减弱 减弱区质点的振幅小 但位移不一定小 如果在某一时刻 在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇 经过半个周期 就变成波谷和波谷相遇 波峰和波峰 波谷和波谷相遇时 质点的位移最大 等于两列波的振幅之和 振动的能量增加 因此在这一点 质点的振动最激烈 始终是两列波叠加的加强点 如果在某一时刻 在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇 经过半个周期 就变成波谷和波峰相遇 在这一点 两列波引起的振动始终是减弱的 质点振动的振幅等于两列波的振幅之差 如果两列波的振幅相同 质点振动的振幅就等于零 水面保持平静 把相应的振动最激烈的质点连起来 为振动加强区 相应的振动最不激烈或静止的质点连起来 为振动减弱区 振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 2 波源的相干条件 1 频率相同 2 振动方向平行 3 相位相同或相位差恒定 1 定义 频率相同的两列波相遇时 使某些区域的振动始终加强 而使另一些区域的振动始终减弱 并且振动加强和减弱的区域互相间隔 这种现象称为波的干涉 三 波的干涉 把相应的振动最激烈的质点连起来 为振动加强区 相应的振动最不激烈或静止的质点连起来 为振动减弱区 振动加强区和振动减弱区是相互隔开的 注意 1 振动加强的区域振动始终加强 振动减弱的区域振动始终减弱 2 振动加强 减弱 的区域是指质点的振幅大 小 而不是指振动的位移大 小 因为位移是在时刻变化的 3 干涉图样 由波的干涉所形成的图样叫做干涉图样 4 注意 1 两列波相遇叠加 但不一定能得到稳定的干涉图样 而要产生稳定的干涉现象形成稳定的干涉图样 则需要满足一定的条件 两列波的频率必须相同 2 一切波 只要满足条件 都能发生干涉现象 干涉和衍射一样都是波特有的现象 小结 1 什么是波的独立性 2 什么是波的叠加原理 3 什么是波的干涉 4 干涉加强点和减弱点满足的条件 5 产生稳定干涉的条件是什么 随堂练习 1 下列两列波相遇时叠加的说法正确的是 A 相遇后 振幅小的一列波将减弱 振幅大的一列波将加强 B 相遇后 两列波的振动情况与相遇前完全相同 C 在相遇区域 任一点的总位移等于两列波分别引起是位移的矢量和 D 几个人在同一房间说话 相互间听得很清楚 这说明声波在相遇时互不干扰 BCD 2 关于波的干涉 下列说法正确的是 A 只有横波才能产生干涉 纵波不能产生干涉 B 只要是波就能产生稳定的干涉 C 不管是横波还是纵波 只要叠加的两列波的频率相等 振动情况相同就能产生稳定干涉 D 波的干涉是波叠加的特例 CD 例1 下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是 A 相遇后 振幅小的一列波将减弱 振幅大的一列波将加强B 相遇前后 两列波的振动情况与相遇前完全相同C 在相遇区域 任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D 几个人在同一房间说话 相互间听得清楚 这说明声波在相遇时互不干扰 BC 例2 图sl S2是两个相干波源 由它们发出的波相互叠加 实线表示波峰 虚线表示波谷 则对a b c三点振动情况的下列判断中 正确的是 A b处的振动永远互相减弱B a处永远是波峰与波峰相遇C b处在这时刻是波谷与波谷相遇D c处的振动永远互相减弱 CD 练习 如图所示两个频率与相位 振幅均相同的波的干涉图样中 实线表示波峰 虚线表示波谷 对叠加的结果正确的描述是 A 在A点出现波峰后 经过半个周期该点还是波峰B B点在干涉过程中振幅始终为零C 两波在B点路程差是波长的整数倍D 当C点为波谷时 经过一个周期此点出现波峰 B 练习 水面上有A B两个振动情况完全相同的振动源 在A B连线的中垂线上有三个点a b c 已知某时a点是两列波波峰和波峰相遇点 c点是与a点最近的波谷和波谷相遇点 b处在a c之间 如下图 以下说法正确的是 A a振动加强 c点振动减弱B a c点振动加强 b点振动减弱C a b c点振动都加强D a c点振动加强 b点振动不确定 A B a b c C S1 S2 红线 波峰 蓝线 波谷 a c b 思考题 b点是加强还是减弱 时刻t 时刻t T 2 练习 如图中s1和s2是两个相干波源 以s1和s2为圆心的两组同心圆弧分别表示在同一时刻两列波的波峰和波谷 实线表示波峰 虚线表示波谷 a b c三点中 振动加强的点是 振动减弱的点是 再过1 2周期 振动加强的点是 振动减弱的点是 练习 关于两列波的稳定干涉现象 下列说法正确的是 A 任意两列波都能产生稳定干涉现象B 发生稳定干涉现象的两列波 它们的频率一定相同C 在振动减弱的区域 各质点都处于波谷D 在振动加强的区域 有时质点的位移等于零 2 两列波发生了干涉现象 得到了干涉图样 则 A 振动加强的质点 始终处于最大位移处B 振动加强的质点的位移 有时会小于振动削弱的质点的位移C 波峰与波峰相遇处的质点 其振动始终加强D 波峰与波谷相遇处的质点 其振动始终削弱 3 如图所示 A B为两个完全相同的相干波源 它们产生的两列波在AB连线的中垂线上的P点相遇时 则 A P点振动始终加强B P点振动有时加强 有时减弱C P点位移始终等于振幅D P点位移有时为零 4 如图所示 是水波干涉示意图 S1 S2是两波源 A D B三点在一条直线上 两波波源频率相同 振幅等大 就图中标出的各点 回答振动加强点是