新教材高中物理第三章机械波4波的干涉课件新人教版选择性必修第一册.pptx

《新教材高中物理第三章机械波4波的干涉课件新人教版选择性必修第一册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材高中物理第三章机械波4波的干涉课件新人教版选择性必修第一册.pptx（44页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、4波的干涉第三章机械波学习目标学习目标学法指导学法指导1熟悉波的干涉熟悉波的干涉现现象象2理解波的叠加原理，知道波的理解波的叠加原理，知道波的干涉也是波特有的干涉也是波特有的现现象象3理解形成理解形成稳稳定干涉定干涉图样图样的条件的条件1通通过过具体的具体的实实例掌握两列波叠例掌握两列波叠加的加的规规律律2总结总结波的干涉波的干涉现现象及象及产产生干涉生干涉的条件的条件3思考波的干涉原理可以思考波的干涉原理可以应应用在用在生活、生生活、生产产中的哪些方面中的哪些方面知识导图知识导图预习导学|新知领悟1波的叠加波的叠加(1)波波的的独独立立传传播播：几几列列波波相相遇遇后后彼彼此此穿穿过过，仍仍

2、然然_各各自自的的_，继续传播即各自的波长、频率等，继续传播即各自的波长、频率等_(2)波波的的叠叠加加：在在几几列列波波重重叠叠的的区区域域里里，介介质质的的质质点点_参参与与这这几几列列波波引引起起的的振振动动，质质点点的的位位移移等等于于这这几几列列波波单单独独传传播播时时引引起起的的位位移移的的_波的干涉波的干涉保持保持运动特征运动特征保持不变保持不变同时同时矢量和矢量和2波的干涉波的干涉(1)定定义义：_相相同同、相相位位差差恒恒定定、振振动动方方向向相相同同的的两两列列波波叠叠加加时时，某某些些区区域域的的振振动动总总是是_，某某些些区区域域的的振振动动总总是是_，这这种现象叫作波

3、的干涉，所形成的这种稳定图样叫作种现象叫作波的干涉，所形成的这种稳定图样叫作_(2)干干涉涉条条件件：两两列列波波的的频频率率必必须须_；两两个个波波源源的的相相位位差差必必须须_(3)一切波都能发生干涉，干涉是波一切波都能发生干涉，干涉是波_的现象的现象频率频率加强加强减弱减弱干涉图样干涉图样相同相同保持不变保持不变特有特有1敲敲击音音叉叉使使其其发声声，然然后后转动音音叉叉，为什什么么听听到到声声音音忽忽强忽忽弱弱？【答答案案】这这是是声声波波的的干干涉涉现现象象音音叉叉的的两两股股振振动动频频率率相相同同，这这样样，两两列列频频率率相相同同的的声声波波在在空空气气中中传传播播，有有的的区

4、区域域振振动动加加强强，有有的的区区域域振振动动减弱，于是听到声音忽强忽弱减弱，于是听到声音忽强忽弱2有人有人说在波的干涉在波的干涉图样中，加中，加强点就是位移始点就是位移始终最大的点，减最大的点，减弱点就是位移始弱点就是位移始终为零的点，零的点，这种种说法法对吗？【答答案案】这这种种说说法法不不正正确确在在干干涉涉图图样样中中的的加加强强点点是是以以两两列列波波的的振振幅幅之之和和为为振振幅幅做做振振动动的的点点，某某一一瞬瞬时时振振动动位位移移可可能能是是零零同同理理，减减弱弱点点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点，它的位移不一定始终为零是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点，它的位移不一

5、定始终为零蟋蟋蟀蟀是是利利用用了了_发发出出声声音音，某某同同学学围围绕绕蟋蟋蟀蟀走走了了一一圈圈，听听到到忽忽高高忽忽低低的的蟋蟋蟀蟀声声，这这是是由由于于声声波波的的_现现象象填填空空处处选选择择正正确确的是的是()A蟋蟀的嘴衍射蟋蟀的嘴衍射B蟋蟀的翅膀干涉蟋蟀的翅膀干涉C蟋蟀的翅膀共振蟋蟀的翅膀共振D蟋蟀的嘴共振蟋蟀的嘴共振【答案】【答案】B【解解析析】蟋蟋蟀蟀是是依依靠靠一一双双翅翅膀膀的的振振动发声声，两两翅翅膀膀的的振振动频率率、振振幅相同，形成相干波源，在周幅相同，形成相干波源，在周围出出现振振动加加强与减弱的区域与减弱的区域多维课堂|素养初培如如图所所示示，操操场中中两两根根电

6、线杆杆上上各各有有一一只只扬声声器器，接接在在同同一一个个扩音音机上，一位同学沿着机上，一位同学沿着MN方向走来方向走来对波的叠加与波的干涉现象的理解对波的叠加与波的干涉现象的理解问题问题(1)他听到的声音会有什么变化？他听到的声音会有什么变化？(2)为什么？为什么？【答案】【答案】(1)声音忽强忽弱声音忽强忽弱(2)因为声波发生了干涉现象因为声波发生了干涉现象1波的独立传播波的独立传播几几列列波波相相遇遇时时能能够够保保持持各各自自的的运运动动特特征征，继继续续传传播播即即各各自自的的波波长长、频率等保持不变频率等保持不变2波的叠加波的叠加波波的的叠叠加加原原理理是是波波具具有有独独立立传传

7、播播性性的的必必然然结结果果，由由于于总总位位移移是是两两个个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小探究总结探究总结两两列列同同相相波波的的叠叠加加，振振动动加加强强，振振幅幅增增大大(如图甲所示如图甲所示)两两列列反反相相波波的的叠叠加加，振振动动减减弱弱，振振幅幅减减小小(如图乙所示如图乙所示)甲乙甲乙3干涉条件干涉条件(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加(2)稳稳定定干干涉涉图图样样的的产产生生是是有有条条件件的的，必必须须是是两两列

8、列同同类类的的波波，并并且且波波的的频频率率相相同同、振振动动方方向向在在同同一一直直线线上上、相相位位差差恒恒定定如如果果两两列列波波的的频频率率不不相相等等，在在同同一一种种介介质质中中传传播播时时其其波波长长就就不不相相等等，这这样样不不能能形形成成稳稳定定的的振振动动加加强强点点和和减减弱弱点点因因此此我我们们就就看看不不到到稳稳定定的的干干涉涉图图样样，只只能能是是一一般般的振动叠加现象的振动叠加现象(3)明明显显的的干干涉涉图图样样和和稳稳定定的的干干涉涉图图样样意意义义是是不不同同的的，明明显显的的干干涉涉图图样样除除了了满满足足相相干干条条件件外外，还还必必须须满满足足两两列列

9、波波振振幅幅差差别别不不大大振振幅幅越越是是接接近，干涉图样越明显近，干涉图样越明显4关于加强点关于加强点(区区)和减弱点和减弱点(区区)(1)加加强强点点：在在某某些些点点两两列列波波引引起起的的振振动动始始终终加加强强，质质点点的的振振动动最最剧剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，AA1A2(2)减减弱弱点点：在在某某些些点点两两列列波波引引起起的的振振动动始始终终削削弱弱，质质点点振振动动的的振振幅幅等等于于两两列列波波的的振振幅幅之之差差，A|A1A2|，若若两两列列波波振振幅幅相相同同，质质点点振振动动的合振幅就等于零，水面保持平静的合振幅就等于

10、零，水面保持平静5干涉图样及其特征干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图所示干涉图样：如图所示(2)特特征征：加加强强区区和和减减弱弱区区的的位位置置固固定定不不变变加加强强区区始始终终加加强强，减减弱弱区区始始终终减减弱弱(加加强强区区与与减减弱弱区区不不随随时时间间变变化化)加加强强区区与与减减弱弱区区互相间隔互相间隔特特别别提提醒醒：(1)振振动加加强的的点点的的振振动总是是加加强，但但并并不不是是始始终处于于波波峰峰或或波波谷谷，它它们都都在在平平衡衡位位置置附附近近振振动，有有的的时刻刻位位移移也也为零零只只是是振振幅幅为两列波振幅之和，两列波振幅之和，显得振得振动剧烈烈(2)振振动减

11、减弱弱点点的的振振动始始终减减弱弱，位位移移的的大大小小始始终等等于于两两列列波波分分别引引起起位位移移的的大大小小之之差差，振振幅幅为两两列列波波振振幅幅之之差差如如果果两两列列波波的的振振幅幅相相同同，则振振动减弱点将会减弱点将会总是是处于静止于静止素养点素养点评：本探究通本探究通过对波的叠加与波的干涉波的叠加与波的干涉现象的理解，培养象的理解，培养“科学思科学思维”素养素养.波的干涉波的干涉精精练练1(多多选选)如如图图所所示示，实实线线和和虚虚线线分分别别表表示示振振幅幅、频频率率均均相相同同的的两两列列波波的的波波峰峰和和波波谷谷此此刻刻，M是是波波峰峰与与波波峰峰的的相相遇遇点点，

12、下下列列说说法法中中正正确的是确的是()A该时刻质点该时刻质点O正处在平衡位置正处在平衡位置BP、N两质点始终处在平衡位置两质点始终处在平衡位置C随着时间的推移，质点随着时间的推移，质点M向向O点处移动点处移动D从该时刻起，经过四分之一周期，质点从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达到达平衡位置平衡位置【答案】【答案】BD【解解析析】由由题图可可知知，图中中O、M为振振动加加强点点，此此时刻刻O处于于波波谷谷，M处于于波波峰峰，A错误；N、P为减减弱弱点点，又又因因两两列列波波振振幅幅相相同同，因因此此，N、P两两点点振振幅幅为零零，即即两两质点点始始终处于于平平衡衡位位置置，B正正确确；质

13、点点不不会会随随波波移移动，C错误；从从该时刻刻起起经四四分分之之一一周周期期，两两列列波波在在M点点分分别引引起起的的振振动都位于平衡位置，故都位于平衡位置，故M点位于平衡位置，点位于平衡位置，D正确正确变变式式1(多多选选)如如图图表表示示两两个个相相干干波波源源S1、S2产产生生的的波波在在同同一一种种均均匀匀介介质质中中相相遇遇图图中中实实线线表表示示某某时时刻刻的的波波峰峰，虚虚线线表表示示的的是是波波谷谷，下下列列说说法正确的是法正确的是()Aa、c两点的振动加强，两点的振动加强，b、d两点的振动减弱两点的振动减弱Be、f两点的振动介于加强和减弱之间两点的振动介于加强和减弱之间C经

14、适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D经经半半个个周周期期后后，原原来来位位于于波波峰峰的的点点将将位位于于波波谷谷，原原来来位位于于波波谷谷的点将位于波峰的点将位于波峰【答案】【答案】AD【解解析析】波波的的干干涉涉示示意意图所所示示的的仅是是某某一一时刻刻两两列列相相干干波波叠叠加加的的情情况况，形形成成干干涉涉图样的的所所有有介介质质点点都都在在不不停停地地振振动着着，其其位位移移的的大大小小和和方方向向都都在在不不停停地地变化化着着但但要要注注意意，对稳定定的的干干涉涉，振振动加加强和和减减弱弱的的区区域域的的空空间位位置置是是不不变的的a点点

15、是是波波谷谷和和波波谷谷相相遇遇的的点点，c点点是是波波峰峰和和波波峰峰相相遇遇的的点点，都都是是振振动加加强点点；而而b、d两两点点都都是是波波峰峰和和波波谷谷相相遇遇的的点点，是是振振动减减弱弱点点，A正正确确；e点点位位于于加加强点点的的连线上上，为加加强点点，f点点位位于于减减弱弱点点的的连线上上，为减减弱弱点点，B错误；相相干干波波源源产生生的的波波的的干干涉涉是是稳定定的的，加加强点点与与减减弱弱点点的的位位置置不不会会随随时间变化化，C错误；因因形形成成干干涉涉图样的的介介质质点点也也在在不不停停地地做做周周期期性性振振动，经半半个个周周期期原原来来位位于于波波峰峰的的点点将将位

16、位于于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，D正确正确波的叠加波的叠加精精练练2消消除除噪噪声声污污染染是是当当前前环环境境保保护护的的一一个个重重要要课课题题，内内燃燃机机、通通风风机机等等在在排排放放各各种种高高速速气气流流的的过过程程中中都都发发出出噪噪声声，干干涉涉型型消消声声器器可可以以用用来来削削弱弱高高速速气气流流产产生生的的噪噪声声，干干涉涉型型消消声声器器的的结结构构及及气气流流运运行行如如图图所所示示，产产生生的的波波长长为为的的声声波波沿沿水水平平管管道道自自左左向向右右传传播播，当当声声波波到到达达a处处时时，分分成成两两束束相相干干波波，

17、它它们们分分别别通通过过r1和和r2的的路路程程，再再在在b处处相相遇遇，即即可可达达到到削弱噪声的目的，若削弱噪声的目的，若r|r2r1|，则，则r等于等于()【答案】【答案】C【解解析析】根根据据干干涉涉特特点点知知，两两相相干干波波源源的的距距离离差差为波波长的的整整数数倍倍时，此此点点为振振动加加强点点，而而消消除除噪噪声声不不能能加加强，故故A、B错误；距距离离差差为半半波波长的的奇奇数数倍倍时，此此点点为振振动减减弱弱点点，本本题为消消除除噪噪音音，要要减减弱弱振振动，故故C正确，正确，D错误变变式式2在在学学校校运运动动场场上上50 m直直跑跑道道的的两两端端，分分别别安安装装了

18、了由由同同一一信信号号发发生生器器带带动动的的两两个个相相同同的的扬扬声声器器两两个个扬扬声声器器连连续续发发出出波波长长为为5 m的的声声波波一一同同学学从从该该跑跑道道的的中中点点出出发发，向向某某一一端端点点缓缓慢慢行行进进10 m，在在此此过过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A2B4C6D8【答案】【答案】B【解解析析】根根据据波波的的干干涉涉的的加加强点点和和减减弱弱点点的的条条件件，可可知知当当某某点点与与两两个个波波源源距距离离差差为波波长的的整整数数倍倍时，该点点为振振动加加强点点，即即声声音音加加强点点，由由题可可知知，xn5n

19、(n0,1,2，)，所所以以这位位同同学学距距离离跑跑道道两两端端相相差差 5 m 的的整整数数倍倍，也也就就是是说这位位同同学学每每向向前前运运动2.5 m，就就为一一个个声声音音加加强点，点，10 m内共有内共有4个点，故个点，故B正确正确核心素养微专题波的衍射与干涉波的衍射与干涉现象的比象的比较干干涉涉与与衍衍射射的的研研究究对象象不不同同，从从形形式式上上看看，衍衍射射是是波波绕过障障碍碍物物继续传播播的的现象象，而而波波的的干干涉涉是是两两列列波波的的叠叠加加；干干涉涉图样与与衍衍射射图样不不同同，干干涉涉图样中中有有间隔隔均均匀匀的的加加强、减减弱弱区区，而而衍衍射射图样相相当当于

20、于从从衍衍射射孔孔处有一个新的波源有一个新的波源【考题延伸】【考题延伸】利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则则()A图甲、乙均显示了波的干涉现象图甲、乙均显示了波的干涉现象B图甲、乙均显示了波的衍射现象图甲、乙均显示了波的衍射现象C图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象【答案】【答案】D【解解析析】图甲甲中中可可以以看看出出只只有有一一条条狭狭缝，是是一一列列波波的的传播播，水水波波发生生明明显的的

21、衍衍射射现象象；图乙乙中中有有两两个个波波源源，是是两两列列波波的的传播播，在在重重叠叠区区域域，有些区域振有些区域振动加加强，有些区域振，有些区域振动减弱，是干涉减弱，是干涉现象，故象，故D正确正确素素养养点点评：本本题通通过考考查波波的的衍衍射射与与干干涉涉现象象的的比比较，培培养养学学生生的的“科学思科学思维”素养素养课堂小练|素养达成1(2020年年嘉嘉定定区区校校级期期中中)如如图图所所示示，分分别别用用实实线线和和虚虚线线表表示示的的两两列列水水波波在在水水中中相相遇遇某某时时刻刻，A位位置置刚刚好好为为两两列列波波各各自自的的第第一一个个波波峰峰相相遇处，则遇处，则A位置位置()

22、A始终保持在平衡位置上方始终保持在平衡位置上方B始终是振动加强点始终是振动加强点C始终是振动减弱点始终是振动减弱点D既不是始终加强也不是始终减弱既不是始终加强也不是始终减弱【答案】【答案】D2(2021届届奉奉贤区区一一模模)如如图图所所示示，实实线线表表示示波波源源S1、S2发发出出的的两两列列水波的波峰位置，则图中水波的波峰位置，则图中()Aa、b均为振动减弱均为振动减弱Ba、b均为振动加强均为振动加强Ca振动加强，振动加强，b振动减弱振动减弱Da振动减弱，振动减弱，b振动加强振动加强【答案】【答案】D【解解析析】图示示时刻刻，a点点是是S1的的波波谷谷与与S2的的波波峰峰相相遇遇，振振动

23、减减弱弱；b点是波谷与波谷相遇，振点是波谷与波谷相遇，振动加加强故故A、B、C错误，D正确正确3当当两两列列同同频频率率的的水水波波发发生生干干涉涉现现象象时时，若若两两列列波波的的波波峰峰在在P点点相相遇，则遇，则()质点质点P的振动始终加强的振动始终加强质点质点P的频率最大的频率最大质点质点P的位移始终最大的位移始终最大质点质点P的位移有时可能为零的位移有时可能为零ABCD【答案】【答案】D【解解析析】由由于于两两列列波波的的波波峰峰在在P点点相相遇遇，P点点是是振振动加加强点点，且且振振动始始终加加强，故故正正确确；两两列列波波发生生干干涉涉，它它们的的周周期期和和频率率不不会会发生生改

24、改变，各各个个点点的的频率率仍仍是是相相同同的的，故故错误；振振动加加强并并不不意意味味着着其其位位移移始始终最最大大，振振动加加强点点的的振振幅幅最最大大，但但位位移移总在在变化化，有有时可可能能为零零，故故错误，正确故正确故D正确正确4(多多选)如如图图所所示示，S1、S2是是振振动动情情况况完完全全相相同同的的两两个个机机械械波波波波源源，振振幅幅为为A，a、b、c三三点点分分别别位位于于S1、S2连连线线的的中中垂垂线线上上，且且abbc.某某时时刻刻a是两列波波峰的相遇点，是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则是两列波波谷的相遇点，则()Aa处质点的位移始终为处质点的位移始

25、终为2ABc处质点的位移始终为处质点的位移始终为2ACb处质点的振幅为处质点的振幅为2ADc处质点的振幅为处质点的振幅为2A【答案】【答案】CD【解解析析】因因为a、b、c三三点点均均在在S1、S2连线的的中中垂垂线上上，则各各点点到到S1、S2的的波波程程相相等等，则S1与与S2到到各各点点的的波波程程差差为零零，S1与与S2振振动情情况况相相同同，则a、b、c各各点点振振动加加强，振振动加加强并并不不是是位位移移不不变，而而是是振振幅幅为2A.故故C、D正确正确5在在如如图图中中，A、B是是同同一一介介质质中中的的两两个个相相干干波波源源，其其振振幅幅均均为为A5 cm，频频率率均均为为f100 Hz，当当A点点为为波波峰峰时时，B点点恰恰好好为为波波谷谷，波波速速v10 m/s，判断，判断P点为振动加强点还是振动减弱点？点为振动加强点还是振动减弱点？【答案】【答案】振动减弱点振动减弱点