3.4 波的干涉(共25张PPT)高二物理人教版（2019）选择性必修1课件

(共25张PPT)
3.4 波的干涉
这种图案是怎样产生的
相遇时刻
相遇之前
分离时刻
波峰相遇
相遇之后
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(如图)。
波的叠加
观察波的叠加现象
根据观察，我们能得出波在相遇时有以下特征。
1.波的独立传播特性：几列波相遇时能保持各自的波长、频率、振幅等运动特征， (填“受”或“不受”)其他波的影响。
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引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的 。
不受
矢量和
如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请思考，两列波是否真的消失不再出现了？如果没有，你能判断从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动吗？
没有消失，两列波叠加时，叠加区域各质点位移矢量和均为零，但两列波沿原来的方向传播，此时a质点将向下运动，b质点将向上运动。
(1)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。(　　)
(2)两列波叠加时，质点的位移一定增大。(　　)
(3)只有频率相同的两列波才可以叠加。(　　)
(4)两列波相遇后各自的传播特点不会受到影响。(　　)
×
√
×
×
1.(多选)(2023·湖南衡阳市期末)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m。则以下不同时刻，波形正确的是
√
√
√
1.观察两列频率相同、振动方向相同且相位差保持不变的波相遇的图样。
波的干涉
(1)如果在某一时刻，一列波的波峰与另一列波的波峰相遇时，两列波在该处引起的振动的相位 。质点向上的位移 ，等于两列波的 ；经过半个周期，一定是波谷与波谷相遇，质点向下的位移也是 ，也等于两列波的 。该点的振动总是相互 的，质点的振幅 。
加强区
相同
最大
振幅之和
最大
振幅之和
加强
最大
(2)如果在某一时刻，两列波的波峰与波谷相遇时，两列波在这点引起的振动的相位 ，质点的最大位移等于两列波的 ，总是相互 的。如果两列波的振幅相同，质点的位移之和就总等于0。
减弱区
相反
振幅之差
削弱
2.若不能同时满足两列波的频率相同、相位差恒定，振动方向相同， (填“会”或“不会”)出现总是加强与总是减弱的区域。
不会
1.定义： 、 、 的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。
2.干涉条件
(1)两列波的 必须相同。
(2)两个波源的 必须保持不变。
(3)两列波振动方向 。
频率相同
相位差恒定
振动方向相同
频率
相位差
相同
3.干涉图样：干涉现象中形成的 图样。
4.一切波只要满足干涉条件都能够发生 ， 是波所特有的现象。
稳定
干涉
干涉
1.在波的干涉现象中，能不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终为零？为什么？
不能，振动加强(减弱)点是指质点的振幅最大(小)，而不是指振动的位移最大(小)，因为位移是在时刻变化的，加强点和减弱点的位移均可以为零，只有发生干涉的两列波振幅大小相等，减弱点位移才始终为零。
2.图中表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，此时M点是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。
(1)半个周期后，图中六个点中，哪些点具有最大正向位移？哪些点具有负向最大位移？哪些点比较“平静”？
半个周期后，K、P点具有正向最大位移，M、Q具有负向最大位移，H、N点比较“平静”。
(2)随着时间的推移，原来M点这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？
凸起的最高点由M向P移动，M点并不随波迁移，而只在垂直于纸面的方向上运动。
位移为0。
2.(多选)(2022·人大附中高一期末)关于机械波的干涉，下列说法中正确的是
A.两列频率相同的波相遇时，只有波峰与波峰相遇的点才是振动加强的点
B.两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可
能是零
C.两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移可能比振动减弱的
质点的位移小
D.两列频率不同的波相遇时，因为没有形成稳定的干涉图样，所以两列
波没有叠加
√
√
3.(2023·福建泉州市期末)如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为5 cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和1 m，则图示时刻下列说法正确的是
A.A、E两点为振动加强点，B为振动减弱点
B.D、C连线上的点都是减弱点
C.A、B两质点的竖直高度差是20 cm
D.A质点始终处于波峰
√
1.观察课本中的干涉图样，你能发现图中的加强点(如M点)、减弱点(如N点)到两个波源的距离之差与波长各有什么关系？
加强点到两波源的距离差为波长的整数倍，减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍。
2.如果相位差恒为π的两波源形成的干涉图样，加强点、减弱点到两个波源的距离之差是否还满足以上规律？
相位差恒为π的两波源形成的加强点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，减弱点到两波源的距离差为波长的整数倍，与相位差为0时的规律恰好相反。
加强点和减弱点的分布规律
4.(多选)(2023·山东济南市期中)某学习小组在xOy平面内放置两个相干波源S1和S2，波源S1和S2的位置如图a所示。图b、图c分别是波源S1、S2振动图像。已知两相干波源的波长均为0.4 m，M的坐标为(0.80 m,0.30 m)，下列说法正确的是
A.M点为振动加强点
B.M点为振动减弱点
C.M点始终处在波峰，且振幅为30 cm
D.波源S1发出的波传播到M点所需时间为4 s
√
√
相反
5.如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向(z方向垂直xOy平面，图中未画出)做简谐运动的点波源S1(0,4 m)和S2(0，－2 m)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。
(1)两列波波源起振方向______(填“相同”或“相反”)。
(2)两列波到A点(4 m,1 m)的路程差为____ m，两列波引起质点A的振动总是_____(填“加强”或“减弱”)。两列波到B点(0,0.5 m)的路程差为__ m，两列波引起质点B的振动总是_____(填“加强”或“减弱”)。两列波到C点(8 m，－2 m)的路程差为___ m，两列波引起质点C的振动总是_____(填“加强”或“减弱”)。
0
减弱
加强
2
减弱
1
振动加强点和减弱点的判断方法
波的叠加
波的干涉
波的干涉
加强点和减弱点的分布规律
独立传播特性
叠加原理
位移矢量和
保持各自的运动特征
概念
条件
总是加强，总是减弱
频率相同
干涉图样
相位差恒定
振动方向相同
现象判断法
步调相同
条件判断法
步调相反
加强点
减弱点
波峰与波峰或波谷与波谷
波峰与波谷
加强点—波长整数倍
减弱点—半波长奇数倍