通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。
知道波的干涉條件,能解釋生活中相關(guān)干涉現(xiàn)象。
可以發(fā)現(xiàn):兩列波相遇后,彼此穿過,繼續(xù)傳播,波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣,也就是說,相遇后,它們都保持各自的運(yùn)動狀態(tài),彼此都沒有受到影響。
兩列波相互疊加的規(guī)律:在波重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(chǎn)生的振動,每一質(zhì)點(diǎn)仍然是在各自的平衡位置附近做振動.質(zhì)點(diǎn)振動的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和,而不是位移大小的代數(shù)和。
波傳播的獨(dú)立性:幾列波在同一介質(zhì)中傳播,在介質(zhì)中某一點(diǎn)(或某一區(qū)域)相遇時(shí),每一列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)沿著原來的方向向前傳播,彼此之間互不影響,好像沒有遇到另一列波一樣。
生活中波的獨(dú)立傳播和疊加
現(xiàn)象:這兩列波相遇后,在振動著的水面上,出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域,這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的,而且相互隔開
定義:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強(qiáng),某些區(qū)域的振動減弱,而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉。
干涉圖樣:由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉圖樣。
2.振動加強(qiáng)點(diǎn)和振動減弱點(diǎn)是間隔出現(xiàn)。
3.振動加強(qiáng)點(diǎn)是指振幅較大的點(diǎn),不是位移始終最大。
4.干涉圖樣中,不只有振動加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)和振動減弱的質(zhì)點(diǎn)。
1.振動加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng),振動減弱點(diǎn)始終減弱。
5.把振動最強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)連起來,為振動加強(qiáng)區(qū),振動最弱的質(zhì)點(diǎn)連起來,為振動減弱區(qū);強(qiáng)區(qū)和弱區(qū)是相互隔開,強(qiáng)弱相間的。
干涉現(xiàn)象的解釋——振動加強(qiáng)
P點(diǎn)振動加強(qiáng)(振幅A=A1+A2)
干涉加強(qiáng)的解釋:如果在某一時(shí)刻,在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇,經(jīng)過半個周期,就變成波谷和波谷相遇.波峰和波峰、波谷和波谷相遇時(shí),質(zhì)點(diǎn)的振幅最大,等于兩列波的振幅之和;因此在這一點(diǎn),始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)的振動最激烈。
干涉現(xiàn)象的解釋——振動減弱
Q點(diǎn)振動減弱(振幅A=A1-A2)
干涉減弱的解釋:如果在某一時(shí)刻,在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇,經(jīng)過半個周期,就變成波谷和波峰相遇,在這一點(diǎn),兩列波引起的振動始終是減弱的,質(zhì)點(diǎn)振動的振幅等于兩列波的振幅之差,如果兩列波的振幅相同,質(zhì)點(diǎn)振動的振幅就等于零,水面保持平靜。
形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件
1.兩波源的頻率相同。
說明:波的干涉是波的疊加的特殊情形,一切波都能發(fā)生干涉,干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象。
聲波的干涉——操場上裝有很多個相同的揚(yáng)聲器,當(dāng)它們同時(shí)發(fā)聲時(shí),若繞操場一周,將會聽到某些地方聲音加強(qiáng),某些地方聲音減弱。
例1.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))兩列波在某區(qū)域相遇,下列說法正確的是( ?。〢.兩列波相遇時(shí)運(yùn)動狀態(tài)互相干擾B.由于這兩列波相遇時(shí)疊加,當(dāng)它們分開時(shí)波的頻率、振幅都會發(fā)生變化C.這兩列波疊加以后一定會產(chǎn)生干涉圖樣D.兩列波重疊的區(qū)域里,任何一點(diǎn)的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和
【答案】ABD【詳解】ABD.由波的獨(dú)立傳播特性和波的疊加原理知,各個波將保持各自的特性不變,繼續(xù)傳播,相互之間沒有影響,在相遇區(qū)域各質(zhì)點(diǎn)的合振動是各個波獨(dú)自在該點(diǎn)振動的矢量疊加,故AB錯誤,D正確;C.只有頻率相同、相位差恒定的兩列波疊加后才能發(fā)生干涉現(xiàn)象,產(chǎn)生干涉圖樣,故C錯誤。故選D。
1 (2022·上海市向明中學(xué)高二期中)兩列相干波在空間相遇,以下說法正確的是( ?。〢.振動加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移始終最大B.振動減弱區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅隨時(shí)間變化C.振動加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻可以處于平衡位置D.振動加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn),在任何時(shí)刻一定比振動減弱區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)位移大
【答案】C【詳解】AC.振動加強(qiáng)點(diǎn)也在在簡諧運(yùn)動,只是振幅變大了;某個時(shí)刻可能在平衡位置,位移為零,故A錯誤,C正確;B.振動減弱區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅是固定的,故B錯誤;D.振動加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)比振動減弱區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅大,但不一定在任何時(shí)刻一定比振動減弱區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)位移大,故D錯誤。故選C。
例2.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))如圖所示為某一時(shí)刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中一條線表示波峰,另一條虛線表示波谷,已知兩列波的頻率相同,振幅相同,則下列說法不正確的是(  )A.這兩列波的波長相同,在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉B.從此刻再經(jīng)過四分之一個周期,a、b、c、d四點(diǎn)的位移均為零C.a(chǎn)、c、d三點(diǎn)的振動始終加強(qiáng),b點(diǎn)的振動始終減弱D.a(chǎn)、c、d三點(diǎn)位移始終最大,等于兩列波的振幅之和
【答案】D【詳解】A.在同一介質(zhì)中波速相同,因?yàn)閮闪胁ǖ念l率相同,所以波長一定相同,在兩波相遇的區(qū)域會發(fā)生干涉,故A錯誤;B.從此刻再經(jīng)過四分之一個周期,a、b、c、d四點(diǎn)的位移均為零,此時(shí)刻四點(diǎn)處于平衡位置,故B錯誤;CD.此刻a、c、d三點(diǎn)位移最大,等于兩列波的振幅之和,在這些點(diǎn)兩列波引起的振動總是相互加強(qiáng)的,質(zhì)點(diǎn)的振幅最大,但位移是時(shí)刻在變化,在b點(diǎn)是兩列波波峰和波谷相遇點(diǎn),兩列波引起的振動總是相互減弱的,質(zhì)點(diǎn)的振幅最小,振動始終減弱,故C錯誤,D正確。
2 (2022·北京二十中高二階段練習(xí))如圖所示,波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1、振幅為A1的半個波形a,同時(shí)另一個波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個波形b,且f1

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4 波的干涉

版本: 人教版 (2019)

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