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(shí)傳播。兩列波相遇時(shí)，會(huì)不會(huì)像兩個(gè)小球相碰時(shí)那樣，改變各自的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dú)立傳播：即各自的波長、頻率等保持不變。

事實(shí)表明，幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移就等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)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(dòng)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(shí)，在它們重疊的區(qū)域里會(huì)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(gè)振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性地觸動(dòng)水面，形成兩個(gè)波源。這兩個(gè)波源發(fā)出的是頻率相同的波。兩列波的振動(dòng)方向也相同，水面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都沿上下方向。由于兩根細(xì)桿是同步振動(dòng)的，所以它們振動(dòng)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(duì)平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩類區(qū)域在水面上的位置時(shí)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(gè)波長，藍(lán)線與藍(lán)線、黑線與黑線之間的距離等于一個(gè)波長。圖3.4-3波的干涉的示意圖①把相應(yīng)的振動(dòng)最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)；

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

③振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)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(gè)波長，藍(lán)線與藍(lán)線、黑線與黑線之間的距離等于一個(gè)波長。圖3.4-3波的干涉的示意圖注意：（1）振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱。（2）振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（?。皇侵刚駝?dòng)的位移大（?。?，因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的。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，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)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(dòng)加強(qiáng)和減弱的常用方法①條件判斷法

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

時(shí)為減弱點(diǎn)(k＝0,1,2…)。

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

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

若某點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)。例題例1：當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，下列說法正確的有（

）A、質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大B、質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的C、質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大D、質(zhì)點(diǎn)P的位移有時(shí)候?yàn)榱鉇BC例題例2：(多選)如圖表示兩個(gè)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(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示的是波谷，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A、e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)和減弱之間B、a、c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱C、經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置互換D、經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)

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(cè)【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(shí)刻繩上的波形如圖

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

）A、當(dāng)t=2s時(shí)，波形如圖①所示；當(dāng)t=4s時(shí)，波形如圖②所示B、當(dāng)t=2s時(shí)，波形如圖①所示；當(dāng)t=4s時(shí)，波形如圖③所示C、當(dāng)t=2s時(shí)，波形如圖②所示；當(dāng)t=4s時(shí)，波形如圖③所示D、當(dāng)t=2s時(shí)，波形如圖②所示；當(dāng)t=4s時(shí)，波形如圖①所示ABD課堂檢測(cè)【練習(xí)2】（多選）如圖所示，實(shí)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(diǎn)，下列說法中正確的是（

）A、P、N兩處的質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置B、隨著時(shí)間的推移