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文档简介
机械波第四节
波的干涉情境引入讲授新课课堂小结随堂训练情境引入
在平静的水面上,下落的雨滴激起层层涟漪,形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的呢?讲授新课波的叠加讲授新课1.波传播的独立性:几列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形都跟相遇前一样,也就是说,相遇后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响。(波长和频率保持不变)2.波的叠加原理: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,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。3.每一质点仍然是在各自的平衡位置附近做振动。波的叠加讲授新课波的干涉
两列频率相同的波相遇时,在它们重叠的区域会发生什么现象呢?我们先观察下面的现象。现象:两列频率相同的水波相遇后,在重叠的区域里出现相对平静的(振动减弱)区域和激烈振动(振动加强)区域,这两种区域在水面上的位置是固定的,而且相互隔开。波的干涉
定义:频率相同,振动方向相同,相位差恒定的两列波叠加,某些区域振动始终加强(合振幅大),某些区域的振动始终减弱(合振幅小),且加强和减弱的区域互相间隔该现象叫波的(稳定的)干涉,形成图样叫做干涉图样。讲授新课形成稳定干涉图样的条件:(1)两波源的频率相同。(2)振动方向相同(相反也可以)。(3)相位差恒定。备注:波的干涉是波的叠加的特殊情形,一切波都能发生干涉,干涉和衍射都是波的特有现象。讲授新课波的干涉振动加强振动加强振动减弱振动减弱备注:振动加强处,介质中的质点,(1)仍在平衡位置振动,其位移大小和方向都随时间做周期性变化,(2)但振动始终是加强的,即振幅最大,满足叠加原理。备注:振动减弱处,介质中的质点,(1)位置不随时间变化,(2)满足叠加原理。振动减弱处,介质中的质点,(1)仍在平衡位置振动,其位移大小和方向都随时间做周期性变化,(2)但振动始终是减弱的,即振幅最小,满足叠加原理。讲授新课波的干涉(1)振动加强点始终加强(振幅不变且最大,不是位移始终最大),振动减弱点始终减弱(振幅最小,位移之差,当两列波振幅相等时,振幅为零),加强点和减弱点始终以振源的频率振动,其位移随时间变化,均在其平衡位置振动,不是始终处在波峰或波谷。对减弱点而言,可以始终不振(合位移为零)。(2)振动加强点和减弱点是间隔出现。(3)干涉图样中,不只有振动加强的质点和振动减弱的质点。(4)振动最强的质点连起来,为振动加强区;最弱的质点连起来,为振动减弱区;(5)强区和弱区是相互隔开,强弱相间的。
讲授新课波的干涉(1)若P点为振动加强点:(n=0,1,2,……)则有P点到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍或半个波长的偶数倍。加强点和减弱点的分布规律(两波源的相位相同)注意:同相和反相则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。(n=0,1,2,……)(2)若P点为振动减弱点:讲授新课波的干涉
不仅水波会发生干涉现象,声波、电磁波等一切波,只要满足上述条件都能发生干涉。跟衍射一样,干涉也是波特有的现象。课堂小结当堂检测【典例1】(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是()A.相遇后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强B.相遇后,两列波的振动情况与相遇前完全相同C.在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D.几个人在同一房间说话,相互听得清楚,这说明声波在相遇时互不干扰【正确答案】BCD当堂检测【典例2】如图所示,两列简谐波均沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x方向传播(图中实线所示),一列沿负x方向传播(图中虚线所示),这两列波的频率相同,振动方向均沿y轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=
的点,振幅最小的是x=
的点。4、82、6【典例3】(多选)一条弹性绳子呈水平状态,M为绳子中点,两端点P、Q同时开始上下振动,一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是()A.两列波将同时到达中点M B.两列波波速之比为1∶2C.中点M的振动点总是加强的 D.绳的两端点P、Q开始振动的方向相同【正确答案】AD当堂检测【典例4】(多选)如图所示,A、B为两个完全相同的相干波源,它们产生的两列波在
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