人教版（2019）选择性必修一 3.4 波的干涉 课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
3.4 波的干涉
问：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，改变各自的运动呢？
波传播的独立性：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。(各自的波长、频率、波速不变)
相遇前
开始相遇
相遇中
开始分离
分离后
一、波的叠加
相遇前
开始相遇
相遇中
如图，P是重叠区域中一质点，在波重叠过程中，P点参与几个波的振动？P的振幅、位移有何特点？
P
P
P
相遇前
开始相遇
P
P
P
相遇中
XP=X1+X2
XP=|X1 - X2|
一、波的叠加
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
问：两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域时会发生什么现象？
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
在两波相遇过程中：
1、在某一时刻，两个的波峰与波峰会在某点（P点）相遇，该点振动加强，
半个周期后，两个的波谷与波谷会在某点（P点）相遇，该点振动加强，
该点的振动总是加强的。
2、在某一时刻，两个的波峰与波谷会在某点（N点）相遇，该点振动减弱，
半个周期后，两个的波峰与波谷会在某点（N点）相遇，该点振动减弱，
该点的振动总是减弱的。
振动加强区：把振动最强的质点连起来的区域
振动减弱区：振动最弱的质点连起来的区域
图样的特点
强区和弱区是相互隔开，强弱相间的。
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。
二、波的干涉
三、形成稳定干涉图样的条件
注意：波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波都能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。
(1)两波源的频率相同。
(2)振动方向相同。
(3)相位差恒定。
思考与讨论：
1.S1和S2两波源到加强点M到距离之差与波长有什么关系？
思考与讨论：
1.S1和S2两波源到加强点N到距离之差与波长有什么关系？
振动加强点和减弱点满足的条件：
若两个波源的振动频率和振动步调相同
(1)加强点与两个波源的距离差：
（n=0，±1，±2，±3……）
(2)减弱点与两个波源的距离差：
（n=0，±1，±2，±3……）
思考：如图是波源S1与S2产生的某时刻的干涉图样，实线与虚线间
距离为半个波长
1、从该时刻起经历半个周期后干涉图样如何画？
2、该时刻A点处在什么位置（波峰、波谷），再半个周期后呢？
3、传播过程中A的位移是否会变化？
4、同一时刻A点和B点那点振幅较大？
S1
S2
A
B
注意：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．
S1
S2
A
B
教室中就有干涉
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。
声音的干涉
主动降噪技术
噪声会影响我们的日常生活，人们通常在声源处、传播过程中以及人耳处采取措施，以控制噪声。声音是一种波，通过波的干涉能够起到消音的作用。这一原理使我们可以主动出击，通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来消灭噪声。
具有主动降噪功能的耳机就是根据这一原理制成的。简单来说，在耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，在此基础上，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波。为了保证降噪质量，耳机内还设有另一个麦克风来检测合成后的噪声是否变小。这时，处理器会根据这个麦克风的测量结果，对处理过程不断优化，进一步降低合成后的噪声音量，达到最佳的降噪效果，使人们更好地欣赏音乐或是进行通信等活动。
主动降噪技术使我们摆脱噪声的困扰，它不仅能够营造安静的生活氛围，而且能够在机场等强噪声场景下保护人们的健康
7.(2023年1月)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340m/s)( )
A.振幅为2A
B.频率为100Hz
C.波长应为1.7m的奇数倍
D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
B
讲义第7题
(2009广东)如图为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率 的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅为原振幅的 倍。
b
a
书本P78第3题
N
M
书本P78第1，2题
书本P78第4题
(2014·全国卷)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是(　　)
A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|
B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2
C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
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波源1
波源2
P
Q
M
N
R
传播方向
传播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
(2014·全国卷)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是(　　)
A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|
B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2
C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
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课堂小结
A
波的叠加
B
波的干涉
1.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。
2.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。
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。