3.4．波的干涉--高中物理选择性必修一素养提升学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修一素养提升学案 第三章 机械波 3.4．波的干涉 【核心素养目标】 物理观念 知道波的叠加原理，了解波的干涉的概念。 科学思维 1.利用合成法分析波的叠加原理。 2.会分析两相同波源产生的干涉。 科学探究 经历探究干涉现象的过程。 科学态度与责任 了解波的干涉在生活和科技中的应用，培养学习兴趣。 【知识点探究】 知识点一　波的叠加 1．波的独立传播：几列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，继续传播。 2．波的叠加：在几列波重叠的区域里，介质的质点同时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矢量和。 【特别提醒】 (1)两列波相遇后各自的振动特点不会受到影响，独立传播。 (2)在两列波重叠的区域里，质点若振动方向相同，则质点的位移都等于两列波引起的位移的矢量和。 知识点二　波的干涉 1．定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉，所形成的图样叫作干涉图样。 2．一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。 【特别提醒】 (1)只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波才能产生稳定干涉现象。 (×) (2)发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同。 【考点探究】 考点1　波的叠加与波的干涉 两个运动的小球相遇后会发生碰撞而各自改变运动状态，那么在空间传播的两列相同的波相遇后(如图所示)又会发生什么现象呢？是否也会像两个小球那样各自改变原来的运动状态呢？ 提示：(1)相遇区域的所有质点的合位移为零或加倍(如图)。 (2)两列波相遇后不会像两个小球碰撞而改变原来的运动状态，它们都保持各自的运动状态，彼此都没有受到影响。 1．波的独立传播：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播。即各自的波长、频率等保持不变。 2．关于加强点(区)和减弱点(区)： (1)加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝A1＋A2。 (2)减弱点：在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，并不振动，水面保持平静。 3．干涉图样及其特征： (1)干涉图样：如图所示。 (2)特征 ①加强区和减弱区的位置固定不变。 ②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)。 ③加强区与减弱区互相间隔。 4．产生稳定干涉图样的条件： (1)两波源振动频率相同。 (2)两波源相位差恒定。 【典例1】　(多选)如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是(　　) A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱 B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间 C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换 D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰 思路点拨：(1)当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱。 (2)在振动加强的连线上的点振动总加强，在振动减弱的连线上的点振动总减弱。 (3)经过半个周期，做简谐运动的质点波峰与波谷位置变化。 【解析】波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况，形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着，其位移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，A正确；e位于加强点的连线上，仍 ... ...