波的干涉課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

教學(xué)課件3.4波的干涉第三章

機(jī)械波波的疊加波的干涉0102目錄CONTENTS波的疊加PART1

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。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察波的疊加1.波傳播的獨(dú)立性：幾列波相遇后，彼此穿過(guò)，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說(shuō)，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒(méi)有受到影響。2.波的疊加原理:在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(chǎn)生的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。3.每一質(zhì)點(diǎn)仍然是在各自的平衡位置附近做振動(dòng)。一、波的疊加生活中波的獨(dú)立傳播和疊加1.開(kāi)會(huì)時(shí)，大家討論的面紅耳赤，會(huì)議室內(nèi)聲音特響，但還是能區(qū)分出每一個(gè)人的說(shuō)話(huà)聲音。2.紅綠光束空間交叉相遇(紅是紅、綠是綠，…)3.空中無(wú)線(xiàn)電波很多(仍能分別接收各個(gè)電臺(tái))例1.(多選)如圖所示為同種介質(zhì)中兩列相向傳播的振幅、波長(zhǎng)都相同的橫波，它們?cè)贠點(diǎn)相遇后，下列圖像可能存在的是(

)BD例2.(多選)如圖所示，波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個(gè)波形a，同時(shí)另一個(gè)波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個(gè)波形b，且f1<f2，P為兩個(gè)波源連線(xiàn)的中點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)。已知機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定。下列說(shuō)法正確的是(

)A．兩列波比較，a波將先到達(dá)P點(diǎn)B．兩列波在P點(diǎn)疊加時(shí)，P點(diǎn)的位移最大可達(dá)A1＋A2C．b的波峰到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，a的波峰還沒(méi)有到達(dá)P點(diǎn)D．兩列波相遇時(shí)，繩上位移可達(dá)A1＋A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)的左側(cè)CD例3.(2024河南南陽(yáng)月考)兩列振幅和波長(zhǎng)都相同而傳播方向相反的波(如圖甲所示),在相遇的某一時(shí)刻兩列波“消失”(如圖乙所示)。此時(shí)介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是

(

)A.x向下,y向上B.x向上,y向下C.x、y都向上D.x、y都向下A例4.(2023·三明二中月考)甲、乙兩列橫波在同一介質(zhì)中分別從波源M、N兩點(diǎn)沿x軸相向傳播，波速為2m/s，振幅相同，某時(shí)刻的圖像如圖所示，則(

)A．甲、乙兩波起振方向相反B．甲、乙兩波的頻率之比為3∶2C．再經(jīng)過(guò)3s，平衡位置在x＝7m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下D．再經(jīng)過(guò)3s，x＝6m處質(zhì)點(diǎn)的位移為零ABD波的干涉PART2

兩列頻率相同的波相遇時(shí)，在它們重疊的區(qū)域會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？我們先觀察下面的現(xiàn)象。你能否根據(jù)你的所學(xué)來(lái)解釋這一現(xiàn)象呢？

思考1：為什么兩列水波相遇會(huì)形成這樣的結(jié)果呢？加強(qiáng)的解釋?zhuān)喝绻骋粫r(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，就變成波谷和波谷相遇（即兩列波在該點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)始終相同）．而波峰和波峰、波谷和波谷相遇時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)最激烈，始終是加強(qiáng)點(diǎn)。S1S2減弱的解釋?zhuān)喝绻骋粫r(shí)刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，就變成波谷和波峰相遇（即兩列波在該點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)始終相反），在這一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，因此這一點(diǎn)的振幅最小，始終是減弱點(diǎn)。如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于零，水面保持平靜。S1S2思考與討論：1.振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅為多大？振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅為多大？2.加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移隨時(shí)間變化嗎？3.若兩列波的振幅相等，減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)是否還會(huì)離開(kāi)平衡位置？4.若兩列波的的頻率不相同，你認(rèn)為在相互疊加時(shí)，能否出現(xiàn)穩(wěn)定的相間的加強(qiáng)和減弱區(qū)呢？5.若兩列波的的相位差隨時(shí)間變化，你認(rèn)為在相互疊加時(shí)，能否出現(xiàn)穩(wěn)定的相間的加強(qiáng)和減弱區(qū)呢？1.定義：兩列波疊加，使某些區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)始終減弱，振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相互隔開(kāi)的現(xiàn)象，所形成的圖樣稱(chēng)為干涉圖樣。一、波的疊加2、形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件注意：波的干涉是波的疊加的特殊情形，一切波都能發(fā)生干涉，干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象。(1)兩波源的頻率相同。(2)振動(dòng)方向相同。(3)相位差恒定。(1)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。(2)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔。(3)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅是最大的，不是位移始終最大。(4)干涉圖樣中，不只有振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)和振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)。3、干涉圖樣的特點(diǎn)：思考與討論：1.S1和S2兩波源到加強(qiáng)點(diǎn)的距離差與波長(zhǎng)有什么關(guān)系？你從中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？2.S1和S2兩波源到減弱點(diǎn)的距離差與波長(zhǎng)有什么關(guān)系？你從中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？

(1)若P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)：（n=0,1,2,……）則P點(diǎn)到兩波源的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍。4.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的分布規(guī)律（兩波源的步調(diào)相同）(2)若P點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)：則P點(diǎn)到兩波源的距離差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。（n=0,1,2,……）

聲波的干涉——操場(chǎng)上裝有很多個(gè)相同的揚(yáng)聲器，當(dāng)它們同時(shí)發(fā)聲時(shí)，若繞操場(chǎng)一周，將會(huì)聽(tīng)到某些地方聲音加強(qiáng)，某些地方聲音減弱。生活中波的干涉實(shí)例例5.(2023江蘇南京田家炳高級(jí)中學(xué)月考)關(guān)于波的干涉,下列說(shuō)法正確的是

(

)A.只有橫波才能發(fā)生干涉,縱波不能發(fā)生干涉B.只要是兩列以上的波,在相遇的區(qū)域內(nèi)都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉C.兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同的波的疊加區(qū)域里,只要是滿(mǎn)足到兩個(gè)波源距離之差等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)一定加強(qiáng)D.干涉是波特有的現(xiàn)象D例6.如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x方向傳播(圖中實(shí)線(xiàn)所示)，一列沿負(fù)x方向傳播(圖中虛線(xiàn)所示)，這兩列波的頻率相同，振動(dòng)方向均沿y軸，則圖中x=1、2、3、4、5、6、7、8各點(diǎn)中振幅最大的是x=

的點(diǎn)，振幅最小的是x=

的點(diǎn)。4、82、6例7.(2024江蘇鹽城期中)兩列相干水波的干涉圖樣如圖所示,圖中的實(shí)線(xiàn)表示波峰,虛線(xiàn)表示波谷。已知兩列波的振幅均為5cm,C點(diǎn)是B、E連線(xiàn)的中點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是

(

)A.圖示時(shí)刻,A、B兩點(diǎn)的高度差為10cmB.P點(diǎn)保持靜止不動(dòng)C.C為振動(dòng)減弱點(diǎn)D.再過(guò)半個(gè)周期,E點(diǎn)變?yōu)檎駝?dòng)減弱點(diǎn)B例8.(2023浙江杭州第二中學(xué)期中)如圖所示為兩列沿同一繩傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,虛線(xiàn)表示甲波,實(shí)線(xiàn)表示乙波,M為繩上x(chóng)=0.2m處的質(zhì)點(diǎn),則可判斷

(

)A.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的速度為零B.M點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C.甲波的傳播速度比乙波的傳播速度大D.由圖示時(shí)刻開(kāi)始再經(jīng)3/4個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)M將位于波谷BD例9.如圖所示,S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源,它們發(fā)出的兩列波的波長(zhǎng)都為λ,兩列波在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,在空間共形成了5個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域,如圖中實(shí)線(xiàn)所示。P是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域中的一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是

(

)A.P點(diǎn)到兩波源的距離差可能等于1.5λB.S1產(chǎn)生的波在該區(qū)域傳播的速度更大C.P點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最強(qiáng),過(guò)半個(gè)周期后,振動(dòng)變?yōu)樽钊鮀.兩波源之間的距離一定在2個(gè)波長(zhǎng)到3個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)D例10．氣流流動(dòng)的過(guò)程中都會(huì)發(fā)出噪聲，如圖所示的消聲器可以用來(lái)削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。波長(zhǎng)為

的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達(dá)a處時(shí)，分成上下兩束波，這兩束聲波在b處相遇時(shí)可削弱噪聲，則（）A．該消聲器在b處可削弱噪聲，是因?yàn)樯舷聝墒ǖ竭_(dá)b處的波速不同B．該消聲器在b處可削弱噪聲，是因?yàn)樯舷聝墒ㄔ赽處振幅不同C．該消聲器在b處削弱噪聲時(shí)，上下兩束波從a到b的路程差可能為D．該消聲器在b處削弱噪聲時(shí)，上下兩束波從a到b的路程差可能為例11．(2022·濰坊市期末)如圖所示為某學(xué)校報(bào)告廳的平面圖，AB是主席臺(tái)，S1、S2是報(bào)告廳墻壁上的兩個(gè)喇叭。報(bào)告者的聲音經(jīng)喇叭放大后傳回話(huà)筒，重復(fù)放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫。為避免嘯叫，話(huà)筒最好擺放在主席臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢?，在這些