物理人教版（2019）选择性必修第一册3.4波的干涉（共42张ppt）

(共42张PPT)
波的干涉
简谐波传播的特点
前带后，后随前，后复前，后滞前。
每个质点都做受迫振动，振动频率都与波源的频率相等，每个质点的振幅都相等。
波的传播就是振动形式的传播。
波的传播就是振动能量的传播。
每个质点都重复波源的振动，不随波逐流。
波的传播就是波形的传播。
空间周期性
时间周期性
相隔n的质点，振动情况完全相同。
相隔n的时刻，波形图完全相同。
判定波的传播方向与 质点质点方向之间的关系的方法
右行右上左下
左行左上右下
上坡下
下坡上
前带后
后复前
波形
微平移法
同侧法
波的叠加
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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15
16
17
18
19
20
21
22
v
v
1
2
3
4
5
6
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12
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22
v
v
波的叠加
我们在这里相遇，我们共患难，我们共荣辱，我们共同托举一片蓝天。
相遇时，你不是你，我不是我，我们共同创造另一个自己。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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v
v
1
2
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22
v
v
我们曾经相遇过，
我们又各奔西东。相遇后
我还是我
你还是你
前世今生
在几列波传播的重叠区域内质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和。
波的叠加原理
波传播的独立特性:介质中几列波相遇后,仍将_________着它们各自原有的特性继续传播,并不因为有其他波的存在而_____________。
保持
发生变化
波的干涉
的两列波叠加,使介质中某些区域的质点振动始终加强,另一些区域的质点振动始终减弱,并且这两种区域互相间隔、位置保持不变的稳定的_________现象。
叠加
波的干涉中所形成的图样。
定义
干涉图样
频率相同
同一直线上两列同频波干涉情景分析
x/m
y/cm
o
2
4
6
8
10
12
14
16
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图（只画出了部分质点），请画出两列波叠加的波形图。
o
2
4
6
跟我走
大显身手
例1
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图，请判断下列说法中哪些是正确的（ ）
A、x=1m质点的位移为2
B、 x=4m质点的振幅为4
C、x=7m质点正在向下做加速度减小的减速运动
D、 x=10m质点的位移不可能为零
E、x轴上所有质点的振幅都相等
跟我走
大显身手
例1
x/m
y/cm
o
2
4
6
8
10
12
14
16
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图（只画出了部分质点），请画出两列波叠加的波形图。
跟我走
大显身手
例2
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图，请判断下列说法中哪些是正确的（ ）
A、x=7m质点的位移为2
B、 x=4m质点的振幅为2
C、 t=0.125T,x=13m质点的位移为-1cm
D、 x=10m质点的振动始终加强
E、x轴上最强区和最弱区之间的距离为4m
跟我走
大显身手
例2
x/m
y/cm
o
2
4
6
8
10
12
14
16
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图（只画出了部分质点），请画出两列波叠加的波形图。
跟我走
大显身手
例3
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图，请判断下列说法中哪些是正确的（ ）
A、x=1m质点的位移为
B、 x=4m质点的振幅为2
C、x=13m质点正在向上做加速度减小的减速运动
D、 x=10m质点的位移不可能为零
E、x轴上所有质点的振幅都相等
跟我走
大显身手
例3
x/m
y/cm
o
2
4
6
8
10
12
14
16
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图（只画出了部分质点），请画出两列波叠加的波形图。
跟我走
大显身手
例4
如图，图中虚线为两列振幅分别为1cm和3cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图，请判断下列说法中哪些是正确的（ ）
A、x=7m质点的位移为-
B、 x=4m质点的振幅为0
C、 t=0.125T,x=13m质点的位移为-1cm
D、 t=0.237T ,两列波独立引起x=15m质点振动速度方向相反
E、 t=0.293T ,两列波独立引起x=15m质点振动位移方向相同
跟我走
大显身手
例4
x/m
y/cm
o
如图，图中虚线为两列振幅都为2cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图。
8
10
12
14
16
o
2
4
6
每个质点的位移
每个质点的振幅
每个质点的振动速度
看似风平浪静
实则波涛汹涌
为零
为零
为零
跟我走
大显身手
例5
x/m
y/cm
o
如图，图中虚线为两列振幅都为2cm的简谐横波在同种均匀介质中传播过程中t=0时刻的波形图，请分析判断下列各质点的振动特征。
8
10
12
14
16
o
2
4
6
X=2,6,,10,14,…,2+4n(m)的质点，振幅
看似停步不前
实则勇往直前
X=0,4,8,12,16,…, 4n(m)的质点，振幅
X=1,3,5,7，…,2n-1(m)的质点，振幅一定小于
均为零
都为4cm
4cm
跟我走
大显身手
例6
简谐波的干涉特征
两列简谐波干涉区域的质点都在做与波源同频的简谐运动。
两列简谐波单独引起干涉区域的质点振动情况：
使质点同时到波峰（峰峰相遇）或同时到波谷（谷谷相遇）或同时到平衡位置（振动方向相同），质点的振幅最大，振幅为两列波振幅之和，称为振动加强。加强总是加强。
一列波使质点到波峰，另一列波使质点到波谷（峰谷相遇）或同时到平衡位置（振动方向相反），质点的振幅最小，振幅为两列波振幅之差，称为振动减弱。减弱总是减弱。
振动情况时而相同时而相反的
使质点不能同时到波峰（峰峰相遇）或不能同时到波谷（谷谷相遇）或不能同时到平衡位置（振动方向相同），质点的振幅介于两列波振幅之差与两列波振幅之和之间。
振动情况总是相同的
振动情况总是相反的
同一平面内两列同频波干涉情景分析
x/m
o
T
π/2
π
3π/2
2π
t/s
A
-A
2T
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调一致）
d点
谷谷相遇，加强
c
d
e
C点
峰峰相遇，加强
a点
峰峰相遇，加强
两列波单独引起质点的振动情况完全相同（振动步调一致）
5π/2
3π
7π/2
4π
x/m
o
T
π/2
π
3π/2
2π
t/s
A
-A
2T
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调一致）
e点
峰谷相遇，减弱
c
d
e
b点
谷峰相遇，减弱
两列波单独引起质点的振动情况完全相反（振动步调相反）
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调一致）
波程
p
|p-p|
波程差
减弱
两列波单独引起质点的振动情况完全相反（振动步调相反）
加强
两列波单独引起质点的振动情况完全相同（振动步调一致）
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调相同）
波程
p
两列波单独引起质点的振动情况完全相反（振动步调相反）
两列波单独引起质点的振动情况完全相同（振动步调一致）
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相反（振动步调相反）
波程
p
|p-p|
波程差
减弱
两列波单独引起质点的振动情况完全相反（振动步调相反）
加强
两列波单独引起质点的振动情况完全相同（振动步调一致）
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相反（振动步调相反）
波程
p
两列波单独引起质点的振动情况完全相反（振动步调相反）
两列波单独引起质点的振动情况完全相同（振动步调一致）
c
D
E
加强
减弱
加强
减弱
加强
请判断哪些是加强，哪些是减弱？
p
O
A
B
C
D
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调一致）
请问圆周上有几个加强点，几个减弱点？
=5λ
E
F
波程差
|p-p|
A、C点
E、F点
CE之间
点
点
中垂线
例6
p
O
A
B
C
D
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相反（振动步调相反）
请问圆周上有几个加强点，几个减弱点？
=5λ
E
F
波程差
|p-p|
A、C点
E、F点
CE之间
点
点
中垂线
例7
(多选)图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、c、e共线，b、d、f共线，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
味道江湖
1
(多选) 如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－2 cm和x＝12 cm处，两列波的波速均为v＝4 cm/s，两波源的振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图象，此刻平衡位置处于x＝2 cm和x＝8 cm的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝5 cm处，关于各质点运动情况的判断正确的是(　　)
A．质点P、Q都首先沿y轴负向运动
B．t＝0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点
C．t＝1 s时刻，质点M的位移为4 cm
D．t＝1 s时刻，质点M的位移为－4 cm
味道江湖
2
(多选)如图甲所示，在xOy平面内有两个沿z方向(z方向与xy平面垂直)做简谐振动的点波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)．两波源的振动图线分别如图乙、丙所示．两列波的波速均为1 m/s.则下列说法正确的是(　　)
A．两列波引起的点A(8 m，－2 m)处质点振动相互减弱
B．两列波引起的点B(4 m,1 m)处质点振动相互加强
C．两列波引起的点C(0,0.5 m)处质点振动相互加强
D．点C(0,0.5 m)处质点的振幅为6 cm
味道江湖
3
(多选)如图所示，M、N是水平面内两振动情况完全相同的简谐横波波源，其振动方向为竖直方向，P、Q、R分别位于MN连线的中垂线上，且PQ=QR,某时刻，P为两列波的波谷相遇点，R为两列波的相邻的波峰相遇点，下列说法正确的是： (　　)
N
M
P
Q
R
A、Q处质点为振动加强点
B、Q处质点的振幅小于P、R处质点的振幅
C、Q处质点此时在平衡位置下方，正在向下运动
D、Q处质点此时在平衡位置上方，正在向下运动
味道江湖
4
N
M
P
Q
R
怎样确定Q点的位置 ？
波程差
=Q
P
R
O
Q
方法一
N
M
P
Q
R
波谷
波峰
平衡位置
怎样确定Q点的位置 ？
方法二
(多选)如图所示，M、N是水平面内两振动情况完全相同的简谐横波波源，其振动方向为竖直方向，P、Q、R分别位于MN连线的中垂线上，且PQ=QR,某时刻，P为两列波的波谷相遇点，R为两列波的相邻的波谷相遇点，关于该时刻，下列说法正确的是： (　　)
N
M
P
Q
R
A、Q处质点一定为振动加强点
B、Q处质点的位移小于P、R处质点的位移
C、Q处质点此时在平衡位置下方，正在向下运动
D、Q处质点此时在平衡位置上方，正在向下运动
味道江湖
5
(多选)如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、c、e共线，b、d、f共线，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
味道江湖
6
如图所示，从入口S处送入某一频率的声音，通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音．右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音．设声速为v，则该声音的频率为(　　)
A. B.
C. D.
味道江湖
7
某知名教师开展“物理论坛” 的常规学术活动，在学校阶梯教室举办．下图是教室布置的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭，它们相互之间的位置和尺寸如图所示．知名教师刚 开始演讲时话筒传出了刺耳的啸叫．只见知名教师优雅的移动了一下话筒，再次发现喇叭中传出的声音还不够清晰，又再次移动了一下话筒的位置，此时喇叭中传出的声音非常清晰。于是知名教师就从刚才的情景开始跟大家一起探究．已知空气中声速为v＝340 m/s，知名教师的声音的频率为f＝136 Hz，忽略讲台的宽度的影响，则：
A．知名教师讲话的声音的在空气中传播的波长为2.5米
B．话筒中发出的啸叫是因为两个喇叭传出的声音在话筒的位置
发生干涉加强的原因
C．话筒在讲桌上发出啸叫的位置可能有4个
D．话筒在讲桌上的最佳位置有4个
味道江湖
8
p
O
A
B
C
D
味道江湖
9
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相同（振动步调一致）
请问圆周上有几个加强点，几个减弱点？
=30λ
两列波波源完全相同，同时振动，振动方向相反（振动步调相反）
请问圆周上有几个加强点，几个减弱点？