3.4波的干涉课件(共16张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.4波的干涉课件(共16张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 43.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-09 10:54:42 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
第三章 机械波
第4节 波的干涉
知识回顾
什么是波的衍射？ 发生明显衍射现象的条件？
波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后面继续传播的现象叫做波的衍射。
只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
【猜一猜】两列波相遇会发生什么现象？
一、波的叠加
1. 波传播的独立性：几列波相遇后，彼此穿过，且穿过后各自保持相遇前的状态（各自的频率、波长不变）继续传播。
2. 波的叠加原理：在波相遇重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
（理解：波相遇叠加时，每个质点仍然是在各自的平衡位置附近振动，只是位移变为这几列波此时在此位置的矢量和。）
如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，则振动加强，合振幅将增大。
如果介质中某些质点处于两列波波峰与波谷相遇处，则振动减弱，合振幅减小，此时如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零。
二、波的干涉
振动加强区域：是指该区域质点的振幅始终增大（等于这两列波的振幅之和）。表示两列波在传播过程中，波峰与波峰或波谷与波谷总会在该区域相遇。（注意：不是质点始终处于波峰或波谷）
振动减弱区域：是指该区域质点的振幅始终减小（等于这两列波的振幅之差）。表示两列波在传播过程中，波峰与波谷总会在该区域相遇。（若两列波的振幅相同，振动减弱区域质点的振幅总为零）
振动加强点相位（步调）始终相同----同相
振动减弱点相位（步调）始终相反----反相
二、波的干涉
【思考】如何才能形成稳定的振动加强减弱区域呢？
(1)两波源的频率相同；
(2)相位差恒定；
(3)振动方向相同。
状态之间的时间偏移量恒定
二、波的干涉
1、定义： 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 （波的叠加的特例）
2、振动加强区和振动减弱区：
把振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；
把振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区．
振动加强区和振动减弱区是相互隔开的．
3、形成稳定干涉图样的条件：(1)两波源的频率相同；(2)相位差恒定；
(3)振动方向相同。
4、理解：
① 一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象。
② 振动加强（减弱）区是稳定的，不随时间变化。振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱。
③ 振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的。
注意：虽然干涉是波的叠加的结果，但叠加未必都产生干涉现象。
5、判断振动加强和减弱的常用方法：
(1)现象判断法
若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；
若某点总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．
(2)条件判断法
①若两列波振动频率相同、振动步调完全相同：
某点与两个波源的波程差（距离差）为波长的整数倍时，该点为振动的加强点。
即 Δs＝nλ (n＝0,1,2…) —— 加强点
某点与两个波源的波程差（距离差）为半波长的奇数倍时，该点为振动的减弱点。
即 Δs＝nλ+ λ/ 2 = (2n＋1)λ/ 2 (n＝0,1,2…) —— 减弱点
②若两波振动频率相同，振动步调相反，则上述结论相反．
也可以理解为： Δs＝2n · λ/2 (半波长的偶数倍) —— 加强点
【例1】(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。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是 ( AD )
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和减弱之间
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
【例2】波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t=0时刻绳上的波形如图 （a）所示（两波源均只发出半个波）。则根据波的叠加原理，以下叙述正确的是（ D ）
A.当t=2 s时，波形如图①所示；当t=4 s时，波形如图②所示
B.当t=2 s时，波形如图①所示；当t=4 s时，波形如图③所示
C.当t=2 s时，波形如图②所示；当t=4 s时，波形如图①所示
D.当t=2 s时，波形如图②所示；当t=4 s时，波形如图③所示
【例3】如图所示，实线与虚线分别表示振幅为A、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中不正确的是（ C ）
A.O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A
B.P、N两处的质点始终处在平衡位置
C.随着时间的推移，M处的质点将向O处移动
D.从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零
【例4】如图所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin 20πt（m），形成的机械波的波速都是10 m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m。则（ C ）
A.波的周期为0.2 s
B.波的波长为2 m
C.P点一定是振动加强点
D.P点可能是振动减弱点
二、波的干涉
2、振动加强区和振动减弱区的判断。
1、发生稳定干涉的条件：频率相同、相位差恒定、振动方向相同。
3、一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉和衍射一样都是波特有的现象。
一、波的叠加
波的叠加原理: 几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，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矢量和．
课堂小结
第三章 机械波
第4节 波的干涉
知识回顾
什么是波的衍射？ 发生明显衍射现象的条件？
波可以绕过障碍物或通过障碍物上的孔、缝而在障碍物的后面继续传播的现象叫做波的衍射。
只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
【猜一猜】两列波相遇会发生什么现象？
一、波的叠加
1. 波传播的独立性：几列波相遇后，彼此穿过，且穿过后各自保持相遇前的状态（各自的频率、波长不变）继续传播。
2. 波的叠加原理：在波相遇重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
（理解：波相遇叠加时，每个质点仍然是在各自的平衡位置附近振动，只是位移变为这几列波此时在此位置的矢量和。）
如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，则振动加强，合振幅将增大。
如果介质中某些质点处于两列波波峰与波谷相遇处，则振动减弱，合振幅减小，此时如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零。
二、波的干涉
振动加强区域：是指该区域质点的振幅始终增大（等于这两列波的振幅之和）。表示两列波在传播过程中，波峰与波峰或波谷与波谷总会在该区域相遇。（注意：不是质点始终处于波峰或波谷）
振动减弱区域：是指该区域质点的振幅始终减小（等于这两列波的振幅之差）。表示两列波在传播过程中，波峰与波谷总会在该区域相遇。（若两列波的振幅相同，振动减弱区域质点的振幅总为零）
振动加强点相位（步调）始终相同----同相
振动减弱点相位（步调）始终相反----反相
二、波的干涉
【思考】如何才能形成稳定的振动加强减弱区域呢？
(1)两波源的频率相同；
(2)相位差恒定；
(3)振动方向相同。
状态之间的时间偏移量恒定
二、波的干涉
1、定义： 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。 （波的叠加的特例）
2、振动加强区和振动减弱区：
把振动最激烈的质点连起来，为振动加强区；
把振动最不激烈或静止的质点连起来，为振动减弱区．
振动加强区和振动减弱区是相互隔开的．
3、形成稳定干涉图样的条件：(1)两波源的频率相同；(2)相位差恒定；
(3)振动方向相同。
4、理解：
① 一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉是波特有的现象。
② 振动加强（减弱）区是稳定的，不随时间变化。振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱。
③ 振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的。
注意：虽然干涉是波的叠加的结果，但叠加未必都产生干涉现象。
5、判断振动加强和减弱的常用方法：
(1)现象判断法
若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；
若某点总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．
(2)条件判断法
①若两列波振动频率相同、振动步调完全相同：
某点与两个波源的波程差（距离差）为波长的整数倍时，该点为振动的加强点。
即 Δs＝nλ (n＝0,1,2…) —— 加强点
某点与两个波源的波程差（距离差）为半波长的奇数倍时，该点为振动的减弱点。
即 Δs＝nλ+ λ/ 2 = (2n＋1)λ/ 2 (n＝0,1,2…) —— 减弱点
②若两波振动频率相同，振动步调相反，则上述结论相反．
也可以理解为： Δs＝2n · λ/2 (半波长的偶数倍) —— 加强点
【例1】(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。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是 ( AD )
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和减弱之间
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
【例2】波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t=0时刻绳上的波形如图 （a）所示（两波源均只发出半个波）。则根据波的叠加原理，以下叙述正确的是（ D ）
A.当t=2 s时，波形如图①所示；当t=4 s时，波形如图②所示
B.当t=2 s时，波形如图①所示；当t=4 s时，波形如图③所示
C.当t=2 s时，波形如图②所示；当t=4 s时，波形如图①所示
D.当t=2 s时，波形如图②所示；当t=4 s时，波形如图③所示
【例3】如图所示，实线与虚线分别表示振幅为A、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中不正确的是（ C ）
A.O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A
B.P、N两处的质点始终处在平衡位置
C.随着时间的推移，M处的质点将向O处移动
D.从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零
【例4】如图所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin 20πt（m），形成的机械波的波速都是10 m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m。则（ C ）
A.波的周期为0.2 s
B.波的波长为2 m
C.P点一定是振动加强点
D.P点可能是振动减弱点
二、波的干涉
2、振动加强区和振动减弱区的判断。
1、发生稳定干涉的条件：频率相同、相位差恒定、振动方向相同。
3、一切波（只要满足条件）都能发生干涉现象，干涉和衍射一样都是波特有的现象。
一、波的叠加
波的叠加原理: 几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，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矢量和．
课堂小结