學(xué)習(xí)目標：1.知道波的疊加原理．2．知道波的干涉、干涉圖樣，理解穩(wěn)定的干涉產(chǎn)生的條件．3．知道干涉是波特有的現(xiàn)象．重點難點：1.重點：波的疊加原理．2．難點：波的干涉圖樣的理解和應(yīng)用．學(xué)法指導(dǎo)：通過波的疊加原理，明確加強區(qū)和減弱區(qū)的產(chǎn)生條件及振動特征．
一、波的疊加1．波在疊加時的特點(1)合位移是兩列波分別產(chǎn)生的位移的_________．(2)各列波_______傳播，相遇及分離后互不影響．2．疊加原理幾列波相遇時能夠保持各自的__________繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點______參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的_____________．
(1)兩列波疊加一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎？(2)在干涉現(xiàn)象中加強點是否總處于“波峰”？某時刻位移為零的點，一定是振動減弱點嗎？
二、波的干涉1．波的干涉：___________的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互_______的現(xiàn)象叫做波的干涉．2．波的干涉現(xiàn)象的成因：以水波為例，如果某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過__________，就變成波谷和波谷相遇．波峰和波峰相遇時，質(zhì)點的位移______，等于兩列波的__________；波谷和波谷相遇時，質(zhì)點的位移___________，也等于兩列波的_________________．
因此在這一點，兩列波引起的振動始終是________，質(zhì)點的振動最劇烈，振動的振幅等于兩列波的_____________．如果某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過_________，就變成____和________相遇，在這一點，兩列波引起的振動始終是減弱的，質(zhì)點振動的振幅等于兩列波的___________，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點振動的振幅就___________．
水面保持平靜．其他振動質(zhì)點的振幅可以介于最小振幅及最大振幅之間，合振幅是離加強點_______越大，離減弱點越近越小．3．干涉圖樣：在波的_________中所形成的圖樣叫做干涉圖樣．4．產(chǎn)生干涉的一個必要條件：兩列波的____必須相同．5．一切波都能發(fā)生干涉(只要滿足條件)，干涉也是波特有的現(xiàn)象．
【思考·提示】　(1)不一定．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件是頻率相等．(2)加強點的振幅大，但有時處于波峰有時處于波谷，有時在平衡位置．某時刻位移為零的點不一定是振動的減弱點．
一、對波的疊加應(yīng)如何理解？　幾列波相遇時，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)中點的位移等于幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和，這種現(xiàn)象稱為波的疊加．1．疊加是波與波相遇時發(fā)生的普遍現(xiàn)象，不論波的頻率是否相同，兩列波疊加之后，仍可繼續(xù)保持其獨立性．2．兩列波相遇，必然發(fā)生疊加，但未必產(chǎn)生干涉，波的干涉是疊加的一種特殊情況．
3．頻率不同的兩列波相遇，疊加區(qū)各點的合振動的振幅，有時是兩個振動的振幅之和，有時是兩個振動的振幅之差，沒有振動總是得到加強或總是減弱的區(qū)域，這樣的兩列波不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，不能形成穩(wěn)定的干涉圖樣．而波的干涉是頻率相同的兩列波疊加，是波疊加中的一個特例，能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣．特別提醒干涉是穩(wěn)定的疊加，只有頻率相同的波才能發(fā)生干涉．　
二、如何理解波的干涉現(xiàn)象中的“加強區(qū)域”和“減弱區(qū)域”？1．“加強”和“減弱”的含義：在波的干涉現(xiàn)象中，加強區(qū)域是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點的振幅A增大，減弱區(qū)域是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點的振幅A減?。O(shè)兩相干波源單獨引起的振幅分別為A1和A2，則在振動加強區(qū)域中質(zhì)點振動的振幅為A1＋A2，在振動減弱區(qū)域中質(zhì)點的振幅為|A1－A2|.不論加強區(qū)還是減弱區(qū)中的質(zhì)點，都仍然在其平衡位置附近做振動，它們的振動位移仍隨時間發(fā)生周期性變化．因此，某一時刻，加強區(qū)域中質(zhì)點的位移有可能小于減弱區(qū)中質(zhì)點振動的位移．
若A1＝A2，則減弱區(qū)中質(zhì)點的振幅為零，不振動． 2．理解“始終”，穩(wěn)定的干涉表現(xiàn)在加強點始終加強，質(zhì)點的振幅大，而并不是質(zhì)點始終在波峰上；減弱點始終減弱，只有振幅為零的點，才始終靜止在平衡位置．3．理解“隔開”，加強區(qū)域和減弱區(qū)域相互隔開，加強點連線上各點都是加強點，減弱點連線上各點都是減弱點．
1.關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是(　　)A．兩列頻率不相同的波相遇時，因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點C．兩列頻率相同的波相遇時，介質(zhì)中振動加強的質(zhì)點在某時刻的位移可能是零D．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的質(zhì)點的位移總是比振動減弱的質(zhì)點的位移大
解析：選C.根據(jù)波的疊加和干涉的概念可知，只要兩列波相遇就會疊加，但如果兩列波的頻率不同，在疊加區(qū)域就沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，選項A錯．發(fā)生干涉時振動加強的點還有波谷和波谷相遇的點，選項B錯．因為某質(zhì)點振動加強僅是振幅加大，但只要仍在振動就一定有位移為零的時刻，所以選項C正確，選項D錯誤．
三、如何判斷振動加強點和振動減弱點？1．利用干涉示意圖：波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇的點為振動加強點，位于加強點連線上的所有質(zhì)點都是振動加強點．波峰與波谷相遇的點是振動減弱點，位于減弱點連線上的所有質(zhì)點都是振動減弱點．2．某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr.(1)當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時若Δr＝nλ，(n＝0,1,2…)，則振動加強；
(2009年高考上海卷)如圖10－5－1所示，實線表示兩個相干波源S1、S2發(fā)出波的波峰位置，則圖中的________點為振動加強的位置，圖中的________點為振動減弱的位置．
解析：由圖可知，b到S1、S2的距離相等，即路程差Δr＝0，故b點為加強區(qū)．a(chǎn)到S1、S2的距離不等，且路程差Δr＝1.5 λ，故a點為減弱區(qū)．答案：b　a
如圖10－5－2甲所示，兩列相同的波沿一直線相向傳播，當(dāng)它們相遇時，乙圖所示的波形中可能的是(　　)
A．a(chǎn)和b　　　　　　　　B．b和cC．c和d D．a(chǎn)和d【解析】　當(dāng)兩列波的前半個波(或后半個波)相遇時，根據(jù)波的疊加原理，前半個波(或后半個波)重疊區(qū)域內(nèi)所有質(zhì)點此刻的振動合位移為零，因兩列波后半個波形(或前半個波形)不變，b圖正確；當(dāng)兩列波恰好完全重疊時，由波的疊加原理知所有質(zhì)點的位移大小均加倍，c圖正確．
【答案】　B【思維升華】　兩列波在空間相遇與分離時都保持其原來的特性(如f、A、λ、振動方向)沿原來方向傳播，而不互相干擾，在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個質(zhì)點同時參與兩個振動，其振動位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和．
兩列波疊加發(fā)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣，則關(guān)于干涉的下列說法正確的是(　　)A．兩列波的頻率一定相等，振幅不一定相等B．振動加強區(qū)域始終加強，振動減弱區(qū)域始終減弱C．振動加強區(qū)域與振動減弱區(qū)域互相間隔D．振動加強區(qū)域的位移大，振動減弱區(qū)域的位移小
【解析】　兩列波疊加發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，其條件是兩列波必須頻率相同，而與兩列波的振幅無關(guān)，故A正確；加強區(qū)域始終加強，減弱區(qū)域始終減弱且相互間隔， 這是干涉的重要現(xiàn)象，故B、C正確；疊加區(qū)域的任何質(zhì)點都在振動，加強區(qū)域是兩列波在此時的振動方向相同，振幅大，但位移大小在不斷的變化，有時為零，因而加強區(qū)域是質(zhì)點的振幅大，而不是位移大，故D錯．
【答案】　ABC【思維升華】　(1)發(fā)生干涉的條件是頻率相同，而不是振幅相同；(2)干涉現(xiàn)象明顯的條件是兩個振幅相差不多，相等時最明顯．

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4 波的衍射和干涉

版本： 人教版 (新課標)

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