3.4 波的干涉课件-2022-2023学年高二物理人教版2019选择性必修第一册

新人教版

选择性必修一第三章

机械波3.4波的干涉一、波的叠加点击图片播放视频1、相遇前2、相遇时刻3、相遇过程4、相遇后

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）不变继续传播，彼此之间没有互相影响。1、波的独立传播原理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引起的振动，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。本质：位移的合成【生活中波的独立传播和叠加】

开会时，大家讨论的面红耳赤，会议室内声音特响，但还是能区分出每一个人的说话声音。波的叠加演示实验点击图片播放视频振动加强振幅增大振动减弱振幅减小峰峰谷峰叠加原理例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CD例2、两列沿相反方向传播的、振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是(

)A．a向上，b向下 B．a向下，b向上C．a、b都静止 D．a、b都向上B

两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。问题探究：点击图片播放视频现象：

两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。二、波的干涉1、定义：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。2、形成稳定干涉图样的条件：注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。(1)两波源的频率相同。(2)相位差恒定。干涉现象解释把振动最强的质点连起来，为振动加强区；振动最弱的质点连起来，为振动减弱区。强区和弱区是相互隔开，强弱相间的（1）振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。（2）振动加强点和振动减弱点是间隔出现的。3、干涉图样的特点：（3）振动加强点是指振幅较大的点，不是位移始终最大。它们都在平衡位置附近振动。（4）干涉图样中，不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。Ｓ1Ｓ2例1、(多选)如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是(

)A.a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B.e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C.经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D.经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰AD解析：波的干涉图样所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确；e位于加强点的连线上，仍为加强点，f位于减弱点的连线上，仍为减弱点，B错误；相干波叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，C错误；因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动，经半个周期步调相反，D正确。①若P点为振动加强点：振动频率相同，振动步调完全相同的两波源产生的波叠加时，则有P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍②若P点为振动减弱点：则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。4、振动加强点与振动减弱点的判断方法（k=0,1,2,……）（k=0,1,2,……）若两波源振动步调相反，则上述结论相反。a、若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点。(2)现象判断法：

例1、水面上有A、B两个振动情况完全相同的振源．在A、B连线的中垂线上有三个点a、b、c，已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点，c是离a最近的两列波波谷的相遇点，b处于a、c连线上，如图所示，下列说法正确的是(

)A．a和c都是振动加强的点，b是振动减弱的点B．a是振动加强的点，c是振动减弱的点C．a和c此时都是振动加强点，经过一段时间，会变成振动减弱点D．a、b、c都是振动加强点D例2、如图所示，MN是水池的边缘，S1和S2是水池中两个振动情况完全相同的相干波源，它们激起的水波波长为2m，S1和S2连线垂直于MN，它们与MN的距离分别是8m和3m，设MN足够长，则在水池边界MN上有几处水面是平静的(

)A．1处 B．3处

C．5处

D．无数处C1、如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x方向传播(图中实线所示)，一列沿负x方向传播(图中虚线所示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿y轴，则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=

的点，振幅最小的是x=

的点。4、82、6随堂练习2、频率相同的两列波发生干涉现象时，有（

）A、某一点如果是两列波的波峰与波峰相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇B、某一点如果是两列波的波谷与波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波谷相遇C、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是两列波的波谷相遇D、某一点如果是第一列波的波峰与第二列波的波谷相遇，经过半个周期，在这一点则是第一列波的波谷与第二列波的波峰相遇D3、如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（

）A．C、E两点都保持静止不动B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cmC．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动D．从图示的时刻起经0.25s，B点通过的路程为20cmBCD4、

如图所示是两个完全相同的波源在介质中叠加而成的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是(

)A．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强C．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强C5、两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。当t＝2.5s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm。206、波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中的x轴上的O、A两点处，OA＝2m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同。求：(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置。7、两列横波在x轴上沿相反方向传播，如图所示，传播速度v＝6m/s，两列波的频率都是f＝