12.6 波的干涉

126 波的干涉【学习目标】1、知道波的叠加原理。2、知道波的干涉现象，学会观察水波的干涉图样。3、理解产生的条件，知道干涉现象也是波特有的现象。【学习重点】 波的叠加原理和波的干涉现象【学习难点】 波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别【学习过程】一、知识链接波长、频率、波速三者关系： 二、新课学习（一）波的叠加1、波的独立性特点几列波在同一介质中传播，在介质中某一点(或某一区域)相遇时，每一列波都能够保持各自的状态继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有遇到另一列波一样，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所产生的振动，每个质点仍然是在各自的平衡位置附近做简谐振动。质点振动的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。2、叠加原理几列波相遇时能够保持 状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点 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 。（二）波的干涉1、实验及现象 （1）波源是固定在 振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆 地触动水面，形成两个 ，两个波源发出的是 相同、 相同、振动方向也相同的两列波。 （2）现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条 的区域和 区域，这两种区域在水面上的位置是 的。 2、现象解释 （1）加强点：在某些点两列波引起的振动始终是 的，质点的振动最 ，振动的振幅等于两列波的 。 （2）减弱点：在某些点两列波引起的振动始终是 的，质点的振动的振幅等于两列波的 ，若两列波振幅相同，质点的合振幅就等于 ，水面保持平静。 （3）在干涉现象中，波峰与波峰相遇处是振动 区域，波谷与波谷相遇处是振动 区域，波峰与波谷相遇处是振动 区域。 3、干涉定义 相同的两列波叠加，使某些区域的振动的 、某些区域的振动的 的现象。4、干涉图样： 现象中所形成的图样。5、干涉条件： 相同。 如果两列波的频率不同，相互叠加时各个质点的振幅是 的，不会出现振动总是加强的或总是减弱的区域，因而不能产生 的干涉图样。6、一切波都能发生 现象， 现象是波特有的现象。（B）【检测1】两列波在某区域相遇，下列说法正确的是：（ ）A、两波相遇时能保持各自状态互不干扰；B、两波相遇时引起质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和；C、任何两列波叠加后都能使某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱，得到稳定的干涉图样；D、频率相同的两列波相干涉时，加强区域和减弱区域交替变换。（A）【检测2】如图所示是水波的干涉图样，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两列波频率相同，振幅等大，就图中标出的各点回答：振动加强点是 ，振动减弱点是 (实线表示波峰，虚线表示波谷)。【疑难点拨】1、正确理解波的干涉现象中的加强区和减弱区 在波的干涉现象中，加强区是指该区域内质点的振幅增大，减弱区是指该区域内质点的振幅减小。设两个频率和步调都相同的波源单独引起的振幅分别为和，则在振动加强区中质点振动的振幅为，在振动减弱区中质点振动的振幅为，不论是加强区，还是减弱区中的质点，都仍然在其平衡位置附近做机械振动，它们振动的位移仍随时间发生周期性变化。因此，某一时刻，加强区域中质点的位移有可能小于减弱区域中质点的位移。若，则减弱区中质点的振幅为零，不振动。2、振动加强点和减弱点的判断方法（1）条件判断法：振动频率相同，振动情况完全相同的波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设某点P到两波源的距离差为，那么当时，P点为加强点；当时，P点为减弱点，其中 若两波源的振动步调相反，则上述结论相反。（2）现象判断法：若质点总是波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点。【当堂检测】（A） 1、插在水中的细棒对水波的传播没有影响，这是波的 现象；在墙外听到墙内人讲话，这是波的 现象；一个人在两个由同一声源带动的扬声器之间走动时，听到的声音时强时弱，这是波的 现象。（B） 2、两个频率、振幅相同的波在介质中传播发生干涉得到稳定的干涉图样，则下列叙述正确的是：（ ）A、振动加强的点的位移总是处于最大值B、振动加强的点的位移可能为零C、振动减弱的点再经过T/2振动变为加强D、振动减弱的点的位移总是零（C）3、水槽中步调相反的波源S1、S2发出的两列波长相等、波速相同的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则（ ）A、这两列波能发生干涉； B、P点始终就在波谷；C、P点是振动加强点； D、P点的位移有时可以为零；（C）4、如图所示，A、B是同一介质中的两个相干波源，其振幅均为A=5cm，频率均