【高中物理】波的干涉 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、KJKJ 机械波第四节第四节 波的干涉波的干涉 情境引入讲授新课课堂小结随堂训练情境引入 在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的呢？的图案。这种图案是怎样产生的呢？讲授新课波的叠加讲授新课1.波传播的波传播的独立性独立性：几几列波相遇后，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，彼此都没有受到影影响。响。(波长和

2、频率保持不变）波长和频率保持不变）2.2.波的叠加原理叠加原理: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，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，质点振质点振动的位移动的位移等于这几列波等于这几列波单独传播单独传播时引起的位移的时引起的位移的矢量和矢量和。3.3.每一质点每一质点仍然仍然是在各自的平衡位置附近做振动。是在各自的平衡位置附近做振动。波的叠加讲授新课波的干涉 两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我两列频率相同的波相遇时，在它们重叠的区域会发生什么现象呢？我们先观察下面的现象。们先观察下面的现象。现现象象：两两列列频频率率相相同同的的水

3、水波波相相遇遇后后，在在重重叠叠的的区区域域里里出出现现相相对对平平静静的的（振振动动减减弱弱）区区域域和和激激烈烈振振动动（振振动动加加强强）区区域域，这这两两种种区区域域在在水水面面上的位置是固定的，而且上的位置是固定的，而且相互隔开相互隔开。波的干涉 定义：定义：频率相同频率相同,振动方向相同振动方向相同,相位差恒定相位差恒定的两列波叠加，的两列波叠加，某些区域某些区域振动始终加强（合振幅大）振动始终加强（合振幅大），某些区域的，某些区域的振动始终减弱（合振幅小）振动始终减弱（合振幅小），且，且加强和减弱的区域互相间隔该现象叫波的（加强和减弱的区域互相间隔该现象叫波的（稳定的稳定的）干涉

4、干涉，形成图样叫做，形成图样叫做干涉图样干涉图样。讲授新课形成稳定形成稳定干涉图样的条件干涉图样的条件:(1)(1)两波源的两波源的频率频率相同。相同。(2)(2)振动振动方向方向相同（相反也可以）。相同（相反也可以）。(3)(3)相位差相位差恒定。恒定。备注：备注：波的干涉是波的叠加的特殊情形，波的干涉是波的叠加的特殊情形，一切波一切波都能发生干涉都能发生干涉，干涉和衍射都是波的特有现象。，干涉和衍射都是波的特有现象。讲授新课波的干涉振动加强振动加强振动加强振动加强振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱备注：振动加强处，介质中的质点，（备注：振动加强处，介质中的质点，（1 1）仍在平衡位置振动，其

5、位移大小和方向都）仍在平衡位置振动，其位移大小和方向都随时间做周期性变化，（随时间做周期性变化，（2 2）但振动始终是加强的，即振幅最大，满足叠加原理。）但振动始终是加强的，即振幅最大，满足叠加原理。备注：振动减弱处，介质中的质备注：振动减弱处，介质中的质点，点，(1)(1)位置不随时间变化，（位置不随时间变化，（2 2）满足叠加原理。）满足叠加原理。振动减弱处，振动减弱处，介质中的质点，（介质中的质点，（1 1）仍在平衡）仍在平衡位置振动，其位移大小和方向都位置振动，其位移大小和方向都随时间做周期性变化，（随时间做周期性变化，（2 2）但）但振动始终是减弱的，即振幅最小振动始终是减弱的，即振

6、幅最小，满足叠加原理。，满足叠加原理。讲授新课波的干涉(1)(1)振动加强点振动加强点始终加强（振幅不变始终加强（振幅不变且最大，且最大，不是位移始终最大不是位移始终最大），振动减弱点，振动减弱点始终减始终减弱（振幅最小，弱（振幅最小，位移之差位移之差，当两列波振幅相等时当两列波振幅相等时，振幅为零），振幅为零），加强点和减弱点始终加强点和减弱点始终以以振源的频率振源的频率振动，振动，其位移随时间变化，其位移随时间变化，均在其平衡位置振动均在其平衡位置振动，不是始终处在波峰或波谷。，不是始终处在波峰或波谷。对减弱点而言，可以始终不振（合位移为零）对减弱点而言，可以始终不振（合位移为零）。(2)

7、(2)振动加强点和减弱点是振动加强点和减弱点是间隔出现间隔出现。(3)(3)干涉图样中，干涉图样中，不只有不只有振动加强的振动加强的质点和振动减弱的质点。质点和振动减弱的质点。(4)(4)振动最强的质点连起来，为振动加强区；振动最强的质点连起来，为振动加强区；最弱的质点连起来，为振动减弱区；最弱的质点连起来，为振动减弱区；(5)(5)强区和弱区是相互隔开，强弱相间的。强区和弱区是相互隔开，强弱相间的。讲授新课波的干涉(1)(1)若若P P点为振动加强点：点为振动加强点：（n n n n=0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,）则有则有P P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半

8、个波长的点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍偶数倍。加强点和减弱点的分布规律（两波源的相位相同）注意：同相和反相加强点和减弱点的分布规律（两波源的相位相同）注意：同相和反相则有则有P P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍奇数倍。（n n n n=0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,）(2)(2)若若P P点为振动减弱点：点为振动减弱点：讲授新课波的干涉 不仅水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波，只要满足不仅水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波，只要满足上述条件都能发生干涉。跟衍射一样，干涉也是波特有的现象

9、。上述条件都能发生干涉。跟衍射一样，干涉也是波特有的现象。课堂小结当堂检测当堂检测【典例【典例1 1】（多选）（多选）下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（）A A.相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B B.相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C C.在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D D.几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰几个人

10、在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰【正确答案】【正确答案】BCDBCD当堂检测当堂检测【典例【典例2 2】如图所示，两列简谐波均沿如图所示，两列简谐波均沿x x轴传播，传播速度的大小相轴传播，传播速度的大小相 等，等，其中一列沿其中一列沿x x方向传播方向传播(图中实线所示图中实线所示)，一列沿负，一列沿负x x方向传播方向传播(图中虚线所图中虚线所示示)，这两列波的频率相同，振动方向均沿，这两列波的频率相同，振动方向均沿y y轴，则图中轴，则图中x x=1=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8各点中振幅最大的是各点中振幅最大的是x x=的点，振幅最

11、小的是的点，振幅最小的是x x=的的点。点。4 4、8 82 2、6 6【典例【典例3 3】（多选）（多选）一条弹性绳子呈水平状态，一条弹性绳子呈水平状态，M M为绳子中点，两端点为绳子中点，两端点P P、Q Q同时开始上下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点同时开始上下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（）的振动情况，以下判断正确的是（）A A两列波将同时到达中点两列波将同时到达中点M MB B两列波波速之比为两列波波速之比为1212C C中点中点M M的振动点总是加强的的振动点总是加强的D D绳的两端点绳的两端点P P、Q Q开始振动的方向相同开始振动的方向相同【正确答案】【正确答案】ADAD当堂检测当堂检测【典例【典例4 4】（多选）（多选）如图所示，如图所示，A A、B B为两个完全相同的相干波源，它们产为两个完全相同的相干波源，它们产生的两列波在生的两列波在ABAB连线的中垂线上的连线的中垂线上的P P点相遇时，则（点相遇时，则（）A A、P P点振动始终加强点振动始终加强B B、P P点振动有时加强，有时减弱点振动有时加强，有时减弱C C、P P点位移始终等于振幅点位移始终等于振幅D D、P P点位移有时为零点位移有时为零【正确答案】【正确答案】ADAD当堂检测当堂检测