3.5+波的干涉与衍射+课件+【知识专讲精研】高二上学期物理沪教版（2019）选择性必修第一册

第三章机械波5.波的干涉与衍射新课引入雨滴下落不同步，相差也不恒定水波的叠加波的叠加原理一1.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，好象没有遇到过其它波一样。2.两列波相遇时位移的特点在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与两种振动，其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。波的干涉1.波的干涉：频率相同，振动方向相同，相差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。波的干涉二2.干涉条件：频率相同，振动方向相同，相差恒定3.加强和减弱的理解：加强减弱4.加强和减弱的判断方法：（1）若S1、S2振动步调一致，介质中某点P到S1、S2的距离分别为PS1、PS2，距离差Δs＝|PS1－PS2|——加强——减弱（2）若S1、S2振动步调相反，——加强——减弱S1S2P5.干涉图样特征：（2）振动加强点和振动减弱点间隔出现。（3）振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。（1）振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。未见其人先闻其声水波过桥洞波的衍射三1.衍射现象：波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象。2.说明：衍射总是存在，只是明显与不明显而已，很不明显时表现为直线传播。明显不明显3.产生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。波长不同的水波通过宽度一定的狭缝4.理解明显衍射的条件：通过惠更斯原理理解。缝更窄，衍射更明显例1.(多选)如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1<f2，P为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是()A.两列波比较，a波将先到达P点B.两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2C.b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧典例CD解析：两波源在同一绳上，则它们的波速相等，由于P为两个波源连线的中点，所以它们会同时到达P点．故A错误；虽两波源到P点的距离相等，但它们的波峰不能同时到达P点，所以P点的位移最大不可达A1＋A2，故B错误；

因为波源S1的波长较长些，所以b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点，C正确；两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，即波峰与波峰相遇点，此点在P点的左侧，原因是波源S1的波长较长些，故D正确.例2.

(多选)如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰的相遇点。设这两列波的振幅均为A，则下列说法正确的是(

)A．此时刻位于O处的质点正处于平衡位置B．P、N两处的质点始终处在平衡位置C．从此时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零D．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2ABCD解析：此时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项A错误；P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移为0，选项B正确；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项C正确；O、M连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A，选项D正确。例3.如图所示，S是某介质中的振源，MN是带孔挡板，其中M固定，N可上下移动，为使原来不振的A点振动起来，可以(

)A.增大S的频率 B.减小S的波长C.N上移 D.N下移解析：要使A振动起来，必须发生明显衍射，原来A不振动，说明孔尺寸较大，故减小孔的尺寸或使波长增大即可。由于波速v一定，要使波长增大，由v＝λf知减小频率即可。故C正确，A、B、D错误。C一、波的叠加原理二、波的干涉和衍射课堂小结

练习C

2.

(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是(

)A.相遇并穿过后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B.相遇并穿过后，两列波的传播情形与相遇前完全相同C.在相遇区域，任一质点的位移等于两列波分别在该点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E.相遇之后，振动加强区域内质点的位移始终最大BCD

解析：相遇并穿过后，两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同，即每列波能保持各自的运动特征而不互相干扰，波具有独立性，A错误，B、D均正确；在波的重叠区域里，各质点的位移等于各列波单独传播时在该点引起的位移的矢量和，C正确；相遇之后，振动加强区内质点的振幅最大，但是位移不是始终最大，E错误。3.如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，－2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为____m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互_____(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互_____(填“加强”或“减弱”)。2

(a)

(b)

(c)

减弱

加强

解析：由几何关系可知两波源到A点的距离为AS1＝10m，AS2＝8m，所以两波的路程差为2m；同理可