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1、第三章机械波4.波的干涉教学目标CONTENT010203知道波发生干涉现象的条件通过实验认识波的干涉现象与干涉图样知道波的叠加原理两列波相遇会发生什么现象？声波相遇水波相遇新课引入观察竹帘上两个脉冲波相遇发生的现象波传播的独立性：两列波在某区域相遇后再分开，传播情况与未相遇时相同，互不干扰。波的叠加性：在相遇重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，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。y=y1+y2波的叠加一知能提升注意：当两列波相遇时，保持独立性，频率、周期、波速、波长均不发生任何变化。两列周期性的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？观察水波的干涉资料波
2、的干涉二知能提升两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律M两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律动态的情况比较复杂，我们不妨先分析一下某一时刻的波，如右图所示。很明显，波峰与波峰相遇，即红线相交的点，波谷与波谷相遇，即蓝线相交的点，在右图这一时刻位移是最大的，例如右图中处于两波源连线中垂线上的红色点M，这一时刻，M点处波谷与波谷相遇，位移最大，那么再经过半个周期后，波峰与波峰相遇，位移仍然最大，也就是说着两个波源在M点处引起的振动始终同步，虽然M点并不一直处在最大位移，但其振动是加强的，振幅是增大的。MP右图中蓝色点P，这一时刻，P点处波峰与波谷相遇，位移最小，那么再经过半个周期
3、后，波谷与波峰相遇，位移仍然最小，也就是说着两个波源在P点处引起的振动始终相反，所以P点的位移始终最小。两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律强 弱 强 弱 强弱 弱MPQ两个频率和步调完全相同的波源产生的波的叠加规律把相应的振动最激烈的质点连起来，为振动加强区.相应的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.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，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。形成的这种稳定图样叫作干涉图样。注意：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。振动加强（减弱）
4、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。两列波相遇叠加不一定能得到干涉图样。而要产生干涉现象形成稳定的图样，则需要满足一定的条件.注意：不仅水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波，都能发生干涉和衍射现象.干涉和衍射是波特有的现象.产生干涉的条件：两列波的频率必须相同.两台音响放大同一音频信号：干涉教室中的灯发出的光：无干涉例.(多选)下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()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.
5、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AD典例精析解析:波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况。形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意,对于稳定的干涉图样,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,故选项A正确;e点位于加强点的连线上,为加强点,f点位于减弱点的连线上,为减弱点,故选项B错误;相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,
6、故选项C错误;因形成干涉图样的介质质点也是不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,故选项D正确。一、波的叠加二、波的干涉课堂小结1.两列波叠加时,关于介质中的任一质点的振动,下列说法正确的是()A.它的周期一定是两分振动周期之和B.它的频率一定是两分振动频率之和C.它的振幅一定是两分振动振幅之和D.它的位移一定是两分振动位移之和解析:两列波叠加时,振动的周期和频率不一定等于两者之和。例如,频率相同的两列波叠加,某点的振动频率可能等于每列波的频率,也可能不振动。某点的振幅可能等于两列波的振幅之和,也可能等于两列波的振幅之差,但位移一定是两分振动的位移之和,故选D。D2.下列现象属于波的干涉现象的
7、是()A.面对障碍物大喊一声,过一会听见自己的声音B.将一个音叉敲响,人围绕它走一周,将听到忽强忽弱的声音C.在障碍物的后面可以听到前面的人说话的声音D.一人敲一下长钢管的一端,另一人紧贴长钢管的另一端,先后听到两次声音B3.两列波相叠加产生了稳定的干涉现象,得到了干涉图样,以下关于干涉的说法错误的是()A.两列波的频率一定相等B.振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的C.振动加强区与振动减弱区交替变化D.振动加强区在空间的位置一直不变解析:发生稳定的干涉现象时,振动加强和振动减弱的区域是稳定的,加强的区域总是加强,减弱的区域总是减弱,故选项C说法错误。C4.(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说
8、法正确的是()A.相遇并穿过后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B.相遇并穿过后，两列波的传播情形与相遇前完全相同C.在相遇区域，任一质点的位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和D.几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰解析：相遇并穿过后，两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同，即每列波能保持各自的运动特征而不互相干扰，波具有独立性，A错误，B、D均正确；在波的重叠区域里，各质点的位移等于各列波单独传播时在该点引起的位移的矢量和，C正确。BCD 5.两个相干波源发出的两列波分别用不同的同心圆表示,其波峰用实线表示,波谷用虚线表示。某一时刻两列波在空间传播的情况如图所示,在两列波相遇的空间中有M、N、Q、K四点,则振动加强的点是,振动减弱的点是。解析:当波峰和波峰叠加或波谷和波谷叠加时,振动加强。当波峰和波谷叠加时,振动减弱。在图中M点为波峰和波峰叠加,振动加强;N、Q点为波谷和波谷叠加,振动加强;K点是波峰和波谷叠加,振动减弱。M、N、QK