《（新教材）20版物理人教版高二上选择性必修第一册学案：主题2 10 波的干涉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新教材）20版物理人教版高二上选择性必修第一册学案：主题2 10 波的干涉（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、10 波的干涉波的干涉 学学 习习 目目 标标知知 识识 脉脉 络络 1 通过实验通过实验 了解波的干涉了解波的干涉 现象 现象 2 理解波的叠加原理理解波的叠加原理 知道知道 波的干涉是一种特殊的叠加现波的干涉是一种特殊的叠加现 象 象 3 理解形成稳定干涉图样的理解形成稳定干涉图样的 条件 条件 难点难点 知识点知识点 波的干涉波的干涉 先先填填空 空 1 波的叠加原理波的叠加原理 1 波的独立传播 几列波相遇时能够波的独立传播 几列波相遇时能够保持保持各自的各自的运动特征运动特征 继续传播 即各 继续传播 即各 自的波长 频率等自的波长 频率等保持不变保持不变 2 波的叠加 在几列波重叠
2、的区域里 质点波的叠加 在几列波重叠的区域里 质点同时同时参与这几列波引起的振动 参与这几列波引起的振动 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矢量和 2 波的干涉波的干涉 1 定义 定义 频率频率相同的两列波叠加时 某些区域的振幅相同的两列波叠加时 某些区域的振幅加大加大 某些区域的振幅 某些区域的振幅 减小减小 而且振幅 而且振幅加大加大的区域和振幅的区域和振幅减小减小的区域相互间隔 这种现象叫波的干涉 的区域相互间隔 这种现象叫波的干涉 所形成的图样叫作所形成的图样叫作干涉图样干涉图样 2 干涉条件 两列波的频率必须干涉条件 两列波
3、的频率必须相同相同 两个波源的相位差必须 两个波源的相位差必须保持不变保持不变 3 一切波都能发生干涉 干涉是波一切波都能发生干涉 干涉是波特有特有的现象 的现象 再再判判断 断 1 两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样 两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样 2 在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同 是声波的干涉现 在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同 是声波的干涉现 象 象 3 两个人一起说话 不会发生干涉现象 两个人一起说话 不会发生干涉现象 后后思思考 考 1 敲击音叉使其发声 然后转动音叉 为什么听到声音忽强忽弱 敲击音叉使其发声 然后转动音叉 为什么听到声音忽强忽弱
4、提示提示 这是声波的干涉现象 音叉的两股振动频率相同这是声波的干涉现象 音叉的两股振动频率相同 这样这样 两列频两列频 率相同的声波在空气中传播率相同的声波在空气中传播 有的区域振动加强有的区域振动加强 有的区域振动减弱有的区域振动减弱 于是听到于是听到 声音忽强忽弱 声音忽强忽弱 2 有人说在波的干涉图样中 加强点就是位移始终最大的点 减弱点就是 有人说在波的干涉图样中 加强点就是位移始终最大的点 减弱点就是 位移始终为零的点 这种说法对吗 位移始终为零的点 这种说法对吗 提示提示 这种说法不正确 在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和这种说法不正确 在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之
5、和 为振幅做振动的点为振幅做振动的点 某一瞬时振动位移可能是零 同理某一瞬时振动位移可能是零 同理 减弱点是以两列波的振减弱点是以两列波的振 幅之差为振幅做振动的点幅之差为振幅做振动的点 它的位移不一定始终为零 它的位移不一定始终为零 核核心心点 点击 击 1 波的独立传播特性波的独立传播特性 两列波相遇后 每列波将保持各自原来的波形继续向前传播 互相不会发生两列波相遇后 每列波将保持各自原来的波形继续向前传播 互相不会发生 干扰 干扰 如图甲 乙所示 在同一直线上 向右传播的波如图甲 乙所示 在同一直线上 向右传播的波 1 和向左传播的波和向左传播的波 2 相遇 相遇 以后 各自还是按照相遇
6、前的波速 振幅 频率 继续沿着各自的方向传播 不以后 各自还是按照相遇前的波速 振幅 频率 继续沿着各自的方向传播 不 会因为相遇而发生任何变化 也就是说相互不会因相遇而发生干扰 会因为相遇而发生任何变化 也就是说相互不会因相遇而发生干扰 2 对波的干涉现象的理解对波的干涉现象的理解 1 波的叠加是无需条件的 任何频率的两列波在空间相遇都会叠加 波的叠加是无需条件的 任何频率的两列波在空间相遇都会叠加 2 稳定干涉图样的产生是有条件的 必须是两列波的频率相同 相差恒定 稳定干涉图样的产生是有条件的 必须是两列波的频率相同 相差恒定 如果两列波的频率不相等 在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果
7、都不相同 如果两列波的频率不相等 在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果都不相同 看不到稳定的干涉图样 看不到稳定的干涉图样 3 明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的 明显的干涉图样除了满明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的 明显的干涉图样除了满 足相干条件外 还必须满足两列波振幅差别不大 振幅越是接近 干涉图样越明足相干条件外 还必须满足两列波振幅差别不大 振幅越是接近 干涉图样越明 显 显 4 振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动 其振幅不变振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动 其振幅不变 若是若是 振动减弱点 振幅可为振动减弱点 振幅可为 0 但其位移随时
8、间发生变化 但其位移随时间发生变化 5 振动加强的点的振动总是加强 但并不是始终处于波峰或波谷 它们都在振动加强的点的振动总是加强 但并不是始终处于波峰或波谷 它们都在 平衡位置附近振动 有的时刻位移为零 平衡位置附近振动 有的时刻位移为零 6 振动减弱的点的振动始终减弱 位移的大小始终等于两列波分别引起位移振动减弱的点的振动始终减弱 位移的大小始终等于两列波分别引起位移 的大小之差 振幅为两列波的振幅之差 如果两列波的振幅相同 则振动减弱点的大小之差 振幅为两列波的振幅之差 如果两列波的振幅相同 则振动减弱点 总是处于静止状态 并不振动 总是处于静止状态 并不振动 3 干涉图样及其特征干涉图
9、样及其特征 1 干涉图样 如图所示 干涉图样 如图所示 2 特征 特征 加强区和减弱区的位置固定不变 加强区和减弱区的位置固定不变 加强区始终加强 减弱区始终减弱加强区始终加强 减弱区始终减弱 加强区与减弱区不随时间变化加强区与减弱区不随时间变化 加强区与减弱区互相间隔 加强区与减弱区互相间隔 1 当两列水波发生干涉时 如果两列波的波峰在 当两列水波发生干涉时 如果两列波的波峰在 P 点相遇 下列说法正确点相遇 下列说法正确 的是的是 A 质点 质点 P 的振动有时是减弱的的振动有时是减弱的 B 质点 质点 P 的振动始终是加强的的振动始终是加强的 C 质点 质点 P 的振幅最大的振幅最大 D
10、 质点 质点 P 的位移始终最大的位移始终最大 E 某时刻质点 某时刻质点 P 的位移可能为零的位移可能为零 解析 解析 P 点是两列波的波峰的相遇点点是两列波的波峰的相遇点 故其振动始终是加强的故其振动始终是加强的 A 错误错误 B 正确 质点正确 质点 P 处于振动加强区处于振动加强区 振幅最大振幅最大 C 正确 对于某一个振动的质点正确 对于某一个振动的质点 位位 移是会随时间变化的移是会随时间变化的 D 错误 质点振动到平衡位置时错误 质点振动到平衡位置时 位移为零位移为零 E 正确 正确 答案 答案 BCE 2 如图所示是水波干涉的示意图 如图所示是水波干涉的示意图 S1 S2是两波
11、源 是两波源 A D B 三点在一条直三点在一条直 线上 两波源的频率相同 振幅相等 则下列说法正确的是线上 两波源的频率相同 振幅相等 则下列说法正确的是 A A 点一会儿在波峰 一会儿在波谷点一会儿在波峰 一会儿在波谷 B B 点一会儿在波峰 一会儿在波谷点一会儿在波峰 一会儿在波谷 C C 点一会儿在波峰 一会儿在波谷点一会儿在波峰 一会儿在波谷 D D 点一会儿在波峰 一会儿在波谷点一会儿在波峰 一会儿在波谷 E 质点 质点 D 的位移始终是零的位移始终是零 解析 解析 在波的干涉中在波的干涉中 振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做
12、简 谐振动谐振动 只是质点的振幅较大只是质点的振幅较大 为为 A1 A2 本题中由于本题中由于 A1 A2 故振动减弱区的故振动减弱区的 质点并不振动质点并不振动 而此时而此时 A 点是波峰与波峰相遇点是波峰与波峰相遇 B 点是波谷与波谷相遇点是波谷与波谷相遇 都是加都是加 强点强点 又因为又因为 A D B 三点在一条振动加强线上三点在一条振动加强线上 这条线上任一点的振动都是这条线上任一点的振动都是 加强的加强的 故此三点都为加强点故此三点都为加强点 且都是一会儿在波峰且都是一会儿在波峰 一会儿在波谷 而一会儿在波谷 而 C 点是点是 波峰与波谷相遇点波峰与波谷相遇点 是减弱点是减弱点 不
13、振动 不振动 答案 答案 ABD 3 如图所示 波源 如图所示 波源 S1在绳的左端发出频率为在绳的左端发出频率为 f1 振幅为 振幅为 A1的半个波形的半个波形 a 同时另一个波源同时另一个波源 S2在绳的右端发出频率为在绳的右端发出频率为 f2 振幅为 振幅为 A2的半个波形的半个波形 b 且 且 f1 f2 P 为两个波源连线的中点 已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身为两个波源连线的中点 已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身 的性质决定 下列说法正确的是的性质决定 下列说法正确的是 A 两列波比较 两列波比较 a 波将先到达波将先到达 P 点点 B 两列波同时到达 两列波同时到
14、达 P 点点 C 两列波在 两列波在 P 点叠加时 点叠加时 P 点的位移最大可达点的位移最大可达 A1 A2 D b 的波峰到达的波峰到达 P 点时 点时 a 的波峰还没有到达的波峰还没有到达 P 点点 E 两列波相遇时 绳上位移可达 两列波相遇时 绳上位移可达 A1 A2的点只有一个 此点在的点只有一个 此点在 P 点的左侧点的左侧 解析 解析 因两波波速相等因两波波速相等 故两列波能同时到达故两列波能同时到达 P 点点 A 错误错误 B 正确 因正确 因 f1 f2 由由 可知可知 1 2 故当两列波同时到达故当两列波同时到达 P 点时点时 a 波的波峰离波的波峰离 P 点点 v f 的
15、距离比的距离比 b 波的波峰离波的波峰离 P 点的距离大点的距离大 因此两波峰不能同时到达因此两波峰不能同时到达 P 点点 两波峰应两波峰应 相遇在相遇在 P 点左侧点左侧 此位置对应的位移为此位置对应的位移为 A1 A2 位移最大位移最大 综上所述综上所述 C 错误错误 D E 正确 正确 答案 答案 BDE 判断振动加强和减弱的常用方法判断振动加强和减弱的常用方法 1 条件判断法条件判断法 振动频率相同 振动步调完全相同的两波源的波叠加时振动频率相同 振动步调完全相同的两波源的波叠加时 设某点到两波源的设某点到两波源的 距离差为距离差为 r 当当 r k k 0 1 2 时为加强点 时为加
16、强点 当当 r 2k 1 2 时为减弱点时为减弱点 k 0 1 2 若两波源振动步调相反若两波源振动步调相反 则上述结论相反 则上述结论相反 2 现象判断法现象判断法 若某点总是波峰与波峰若某点总是波峰与波峰 或波谷与波谷或波谷与波谷 相遇相遇 该点为加强点 若某点总是波该点为加强点 若某点总是波 峰与波谷相遇峰与波谷相遇 则为减弱点 则为减弱点 若某点是平衡位置和平衡位置相遇若某点是平衡位置和平衡位置相遇 则让两列波再传播则让两列波再传播 T 看该点是波峰和看该点是波峰和 1 4 波峰波峰 波谷与波谷波谷与波谷 相遇相遇 还是波峰和波谷相遇还是波峰和波谷相遇 从而判断该点是加强点还是减弱从而判断该点是加强点还是减弱 点 点
