物理人教版（2019）选择性必修第一册3.4波的干涉（共16张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册3.4波的干涉（共16张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 13.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-28 15:53:06 | ||
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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
新教材人教版 物理（高中选择性必修第一册）
课堂引入
在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成复杂而美丽的图案，这种图案是怎样产生的？
波的叠加
01
波的干涉
02
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？
思考：
A
B
一、波的叠加
可以发现：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。
波的叠加实验演示
一、波的叠加
1.波的独立传播特性：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样。
2.波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。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。
（本质：位移的合成）
一、波的叠加
生活联系
生活中波的独立传播和叠加
开会时，大家讨论各抒己见，很是吵闹，但还是能区分出每一个人的说话声音。
红绿蓝等光束空间交叉相遇，分开后红还是红、绿还是绿。
空中无线电波很多，但仍能分别接收各个电台。
思考：水波交汇所形成的复杂而美丽的图案是怎样产生的？
思考：如何解释此现象？
观察现象
二、波的干涉
现象：这两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。
二、波的干涉
S1
S2
峰、峰
谷、谷
峰、谷
加强区
减弱点
加强区
加强区
峰
谷
峰
谷
减弱区
减弱区
加强的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。
二、波的干涉
利用波的叠加原理解释现象成因
A
x1
0
t
A1
-A1
振动1：
x2
0
t
-A2
A2
振动2：
x
0
t
A
-A
加强叠加：
振动的加强区：
峰—峰相遇；
谷—谷相遇。
振幅:A=A1+A2
二、波的干涉
利用波的叠加原理解释现象成因
振动的减弱区：
峰—谷相遇；
谷—峰相遇。
振幅:A=|A1-A2|
B
x1
0
t
A1
-A1
振动1：
振动2：
x2
0
t
-A2
A2
减弱叠加：
x
0
t
A
-A
减弱的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静。
二、波的干涉
1.若两列波的的频率不相同，你认为在相互叠加时，能否出现稳定的相间的加强和减弱区呢？
2.若两列波的的相位差随时间变化，你认为在相互叠加时，能否出现稳定的相间的加强和减弱区呢？
思考与讨论：
两列波的频率相同
两列波在相遇区分别引起的各质点的振动方向相同
可知：波源相位差恒定
两列波在相遇区分别引起的振动相位差恒定
可知：波源频率相同
依据：波源振动方向相同
两列波的特点分析
二、波的干涉
2.形成稳定干涉图样的条件：
(1)两波源的频率相同（相干波源）；
(2)两波源的相位差恒定；
(3)两波源的振动方向相同。
水波干涉图样
1.波的干涉：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，使某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，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。所形成的图样叫做干涉图样。
3.干涉现象是波的特性
凡能发生干涉现象的一定是波
识别波：干涉是波特有的现象
⑴ P 点为振动加强点的条件
如图A、B是两个波源，设振动情况相同，两列波的波长均为λ，在两列波的叠加区域有一P点，点P 到A、B距离分别是S1 和S2 ，设AC=BP。
结论：P 点到两列波的波源的距离差（波程差）等于波长的整数倍时，振动始终加强。
探究：振动最强点和最弱点的条件
①当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，波源A同时产生的那一波峰传播到哪个位置？
②如图，两列波的波程差为CP，若CP=nλ（n=1、2……），则当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，则A波传到P点的是波峰还是波谷？
⑵ P 点是振动减弱点的条件
结论：P 点到两列波的波源的距离差（波程差）等于半个波长的奇数倍时，振动始终减弱。
二、波的干涉
二、波的干涉
波的干涉的应用
主动降噪（Active Noise Cancellation），是一种降噪技术，应用在耳机降噪上，从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。
课堂小结
四、课堂小结
波的干涉
波的叠加
波传播的独立性：几列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。
波的叠加原理：在它们重叠的区域里，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。
波的干涉
定义：频率相同,振动方向相同,相位差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。
加强点满足的条件：
减弱点满足的条件：
1.图示两个相干波源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
课堂评价
分析：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。
AD
2.如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M 位于x＝0.2 m处，则下列说法正确的是 ( )
A.这两列波会发生干涉现象
B.M点是振动加强点，所以其位移总是最大
C.此时M点位移为零，故M点是振动减弱点
D.由图示时刻开始，再经过 甲波周期，M点将位于波谷
E.M点将做振幅为30 cm的简谐振动
ADE
课堂评价
第三章 机械波
第4节 波的干涉
新教材人教版 物理（高中选择性必修第一册）
课堂引入
在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成复杂而美丽的图案，这种图案是怎样产生的？
波的叠加
01
波的干涉
02
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？
思考：
A
B
一、波的叠加
可以发现：两列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。
波的叠加实验演示
一、波的叠加
1.波的独立传播特性：几列波在同一介质中传播，在介质中某一点（或某一区域）相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样。
2.波叠加原理：在波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。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。
（本质：位移的合成）
一、波的叠加
生活联系
生活中波的独立传播和叠加
开会时，大家讨论各抒己见，很是吵闹，但还是能区分出每一个人的说话声音。
红绿蓝等光束空间交叉相遇，分开后红还是红、绿还是绿。
空中无线电波很多，但仍能分别接收各个电台。
思考：水波交汇所形成的复杂而美丽的图案是怎样产生的？
思考：如何解释此现象？
观察现象
二、波的干涉
现象：这两列波相遇后，在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。
二、波的干涉
S1
S2
峰、峰
谷、谷
峰、谷
加强区
减弱点
加强区
加强区
峰
谷
峰
谷
减弱区
减弱区
加强的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇时，质点的位移最大，等于两列波的振幅之和；因此在这一点，始终是两列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。
二、波的干涉
利用波的叠加原理解释现象成因
A
x1
0
t
A1
-A1
振动1：
x2
0
t
-A2
A2
振动2：
x
0
t
A
-A
加强叠加：
振动的加强区：
峰—峰相遇；
谷—谷相遇。
振幅:A=A1+A2
二、波的干涉
利用波的叠加原理解释现象成因
振动的减弱区：
峰—谷相遇；
谷—峰相遇。
振幅:A=|A1-A2|
B
x1
0
t
A1
-A1
振动1：
振动2：
x2
0
t
-A2
A2
减弱叠加：
x
0
t
A
-A
减弱的解释：如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波谷和波峰相遇，在这一点，两列波引起的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，水面保持平静。
二、波的干涉
1.若两列波的的频率不相同，你认为在相互叠加时，能否出现稳定的相间的加强和减弱区呢？
2.若两列波的的相位差随时间变化，你认为在相互叠加时，能否出现稳定的相间的加强和减弱区呢？
思考与讨论：
两列波的频率相同
两列波在相遇区分别引起的各质点的振动方向相同
可知：波源相位差恒定
两列波在相遇区分别引起的振动相位差恒定
可知：波源频率相同
依据：波源振动方向相同
两列波的特点分析
二、波的干涉
2.形成稳定干涉图样的条件：
(1)两波源的频率相同（相干波源）；
(2)两波源的相位差恒定；
(3)两波源的振动方向相同。
水波干涉图样
1.波的干涉：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，使某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，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。所形成的图样叫做干涉图样。
3.干涉现象是波的特性
凡能发生干涉现象的一定是波
识别波：干涉是波特有的现象
⑴ P 点为振动加强点的条件
如图A、B是两个波源，设振动情况相同，两列波的波长均为λ，在两列波的叠加区域有一P点，点P 到A、B距离分别是S1 和S2 ，设AC=BP。
结论：P 点到两列波的波源的距离差（波程差）等于波长的整数倍时，振动始终加强。
探究：振动最强点和最弱点的条件
①当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，波源A同时产生的那一波峰传播到哪个位置？
②如图，两列波的波程差为CP，若CP=nλ（n=1、2……），则当波源B产生的某一波峰恰传到P点时，则A波传到P点的是波峰还是波谷？
⑵ P 点是振动减弱点的条件
结论：P 点到两列波的波源的距离差（波程差）等于半个波长的奇数倍时，振动始终减弱。
二、波的干涉
二、波的干涉
波的干涉的应用
主动降噪（Active Noise Cancellation），是一种降噪技术，应用在耳机降噪上，从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。
课堂小结
四、课堂小结
波的干涉
波的叠加
波传播的独立性：几列波相遇后，彼此穿过，继续传播，波的形状和传播的情形都跟相遇前一样，也就是说，相遇后，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。
波的叠加原理：在它们重叠的区域里，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。
波的干涉
定义：频率相同,振动方向相同,相位差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做干涉图样。
加强点满足的条件：
减弱点满足的条件：
1.图示两个相干波源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
课堂评价
分析：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。
AD
2.如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M 位于x＝0.2 m处，则下列说法正确的是 ( )
A.这两列波会发生干涉现象
B.M点是振动加强点，所以其位移总是最大
C.此时M点位移为零，故M点是振动减弱点
D.由图示时刻开始，再经过 甲波周期，M点将位于波谷
E.M点将做振幅为30 cm的简谐振动
ADE
课堂评价