3.4 波的干涉（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析）
文档属性
| 名称 | 3.4 波的干涉（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 499.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-02 11:41:59 | ||
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文档简介
3.4波的干涉
1.知道什么是波的叠加
2.知道什么是波的干涉，理解干涉条件
【重点】知道波的叠加原理，了解波的干涉条件及干涉现象，并学会利用干涉定律解释生活中的的相关现象。
【难点】了解波的叠加现象，清楚波的干涉规律。
【课前自主学习】
知识前置
波的叠加原理
在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起的位移的____________________，相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里互不干扰，具有__________ (即保持原有波速、频率、波长、振动方向不变)．
波的干涉
1、概念：在两列波叠加的区域，出现某些区域的振动始终______，某些区域的振动始终______，并且振动加强区域和振动减弱区域______的现象，这样就形成了稳定的干涉图样。
（1）加强点：峰和峰、谷和谷相遇的点是______ 点。
加强点并非一直处于位移最大值位置，其位移随也时间变化，
但其______始终最大，故加强点始终加强，加强指______最大。
（2）减弱点：峰和谷相遇的点是______点，其位移随也时间变化，
但其______始终最小，故减弱点始终减弱，减弱指______最小。。
2、产生条件：两列波的______相同。
二、新知学习
1.想一想：
在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？
研究机械波的叠加
想一想：
在介质中常常有几列波同时传播。两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，改变各自的运动特征呢？
观察波的叠加现象
在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，在绳上分别产生相向传播的两列波（图甲）。观察两列波的传播情况（图 ）。
波的叠加
波传播的独立性原理或波的叠加原理：：__________。
举例说一说生活中波的独立传播和叠加现象：__________。
说一说波的叠加原理：__________。
二、研究机械波的干涉
想一想：
两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？我们先观察，然后再作解释。
观察水波的干涉
水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源。这两个波源发出的是频率相同的波。两列波的振动方向也相同，水面质点的振动都沿上下方向。由于两根细杆是同步振动的，所以它们振动的相位差保持不变（总是0）。
水波干涉图样 水波干涉俯视图样
定义：__________。
干涉图样：__________。
注意：（1）__________；（2）__________。
波的干涉的示意图
产生干涉的条件：：（1）__________；（2）__________。
注意：____________________。
波的干涉和衍射现象区别
做一做:
声音的干涉
安装两个相同的扬声器，并且使它们由同一个信号源带动，发出相同频率的声音。同学们分成两组，手持不同颜色的标志（如A 组持白，B 组持黑），分散在两个扬声器之间，注意听扬声器发出的声音，并且小范围地移动。A组同学移动到声音最大位置停住，B组同学移动到声音最小（或听不到声音）位置停住。找到位置后都把标志举起，看看A 组和B组同学所在位置的分布有什么规律。
1．（单选）如图所示，一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1 m/s.在t＝0时刻，绳上的波形如图a所示，则根据波的叠加原理，下述正确的是( )
A．当t＝2 s时，波形如图b，t＝4 s时，波形如图c
B．当t＝2 s时，波形如图b，t＝4 s时，波形如图d
C．当t＝2 s时，波形如图c，t＝4 s时，波形如图c
D．当t＝2 s时，波形如图c，t＝4 s时，波形如图d
2．（单选）水平面上有A、B两个振动情况完全相同的振源．在AB连线中垂线上有a、b、c三个质点．已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点，c点是相近的波谷的相遇点，b处在a、c之间，如图所示，那么以下说法正确的是( )
A．a点是振动加强点，c点是振动减弱点
B．a点与c点都是振动加强点，b点是振动减弱点还是加强点不确定
C．a点与c点此时此刻是振动加强点，经过一段时间后，变为振动减弱点，而b点可能变为振动加强点
D．a、b、c都是振动加强点
3．(多选)关于波的干涉、衍射多普勒效应，下列说法正确的是________。
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
E．当观察者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率
参考答案
【答案】D
【解析】经2 s时间，甲、乙波传播距离均为x＝vt＝2 m，甲、乙波重合，根据波的叠加原理知重叠区各质点位移为零．经4 s时间，甲、乙波传播距离x＝vt＝4 m，即位置互换，可知D项正确．
2.【答案】D
【解析】a、b、c三点均在两振源A、B连线的中垂线上，到两波源的波程差均为零，所以a、b、c的叠加情况是相同的，即均为加强点．
3.【答案】：BCE
【解析】：干涉、衍射、以及多普勒效应是波特有的属性，故A选项错误，产生干涉现象的两列波必须是相干波源，即两列波的频率相等，故A错，B对，能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小，当障碍物的尺寸接近波长时，衍射现象最明显，在干涉现象中振动加强的点会在自己的平衡位置，做振幅更大的振动，所以其位移也会有有为0的时候。故C对D错；当观察者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率是多普勒效应的特点。
1.知道什么是波的叠加
2.知道什么是波的干涉，理解干涉条件
【重点】知道波的叠加原理，了解波的干涉条件及干涉现象，并学会利用干涉定律解释生活中的的相关现象。
【难点】了解波的叠加现象，清楚波的干涉规律。
【课前自主学习】
知识前置
波的叠加原理
在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起的位移的____________________，相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里互不干扰，具有__________ (即保持原有波速、频率、波长、振动方向不变)．
波的干涉
1、概念：在两列波叠加的区域，出现某些区域的振动始终______，某些区域的振动始终______，并且振动加强区域和振动减弱区域______的现象，这样就形成了稳定的干涉图样。
（1）加强点：峰和峰、谷和谷相遇的点是______ 点。
加强点并非一直处于位移最大值位置，其位移随也时间变化，
但其______始终最大，故加强点始终加强，加强指______最大。
（2）减弱点：峰和谷相遇的点是______点，其位移随也时间变化，
但其______始终最小，故减弱点始终减弱，减弱指______最小。。
2、产生条件：两列波的______相同。
二、新知学习
1.想一想：
在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？
研究机械波的叠加
想一想：
在介质中常常有几列波同时传播。两列波相遇时，会不会像两个小球相碰时那样，改变各自的运动特征呢？
观察波的叠加现象
在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，在绳上分别产生相向传播的两列波（图甲）。观察两列波的传播情况（图 ）。
波的叠加
波传播的独立性原理或波的叠加原理：：__________。
举例说一说生活中波的独立传播和叠加现象：__________。
说一说波的叠加原理：__________。
二、研究机械波的干涉
想一想：
两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？我们先观察，然后再作解释。
观察水波的干涉
水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源。这两个波源发出的是频率相同的波。两列波的振动方向也相同，水面质点的振动都沿上下方向。由于两根细杆是同步振动的，所以它们振动的相位差保持不变（总是0）。
水波干涉图样 水波干涉俯视图样
定义：__________。
干涉图样：__________。
注意：（1）__________；（2）__________。
波的干涉的示意图
产生干涉的条件：：（1）__________；（2）__________。
注意：____________________。
波的干涉和衍射现象区别
做一做:
声音的干涉
安装两个相同的扬声器，并且使它们由同一个信号源带动，发出相同频率的声音。同学们分成两组，手持不同颜色的标志（如A 组持白，B 组持黑），分散在两个扬声器之间，注意听扬声器发出的声音，并且小范围地移动。A组同学移动到声音最大位置停住，B组同学移动到声音最小（或听不到声音）位置停住。找到位置后都把标志举起，看看A 组和B组同学所在位置的分布有什么规律。
1．（单选）如图所示，一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1 m/s.在t＝0时刻，绳上的波形如图a所示，则根据波的叠加原理，下述正确的是( )
A．当t＝2 s时，波形如图b，t＝4 s时，波形如图c
B．当t＝2 s时，波形如图b，t＝4 s时，波形如图d
C．当t＝2 s时，波形如图c，t＝4 s时，波形如图c
D．当t＝2 s时，波形如图c，t＝4 s时，波形如图d
2．（单选）水平面上有A、B两个振动情况完全相同的振源．在AB连线中垂线上有a、b、c三个质点．已知某时刻a点是两列波波峰的相遇点，c点是相近的波谷的相遇点，b处在a、c之间，如图所示，那么以下说法正确的是( )
A．a点是振动加强点，c点是振动减弱点
B．a点与c点都是振动加强点，b点是振动减弱点还是加强点不确定
C．a点与c点此时此刻是振动加强点，经过一段时间后，变为振动减弱点，而b点可能变为振动加强点
D．a、b、c都是振动加强点
3．(多选)关于波的干涉、衍射多普勒效应，下列说法正确的是________。
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
E．当观察者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率
参考答案
【答案】D
【解析】经2 s时间，甲、乙波传播距离均为x＝vt＝2 m，甲、乙波重合，根据波的叠加原理知重叠区各质点位移为零．经4 s时间，甲、乙波传播距离x＝vt＝4 m，即位置互换，可知D项正确．
2.【答案】D
【解析】a、b、c三点均在两振源A、B连线的中垂线上，到两波源的波程差均为零，所以a、b、c的叠加情况是相同的，即均为加强点．
3.【答案】：BCE
【解析】：干涉、衍射、以及多普勒效应是波特有的属性，故A选项错误，产生干涉现象的两列波必须是相干波源，即两列波的频率相等，故A错，B对，能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小，当障碍物的尺寸接近波长时，衍射现象最明显，在干涉现象中振动加强的点会在自己的平衡位置，做振幅更大的振动，所以其位移也会有有为0的时候。故C对D错；当观察者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率是多普勒效应的特点。