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3.4.波的干涉--高中物理选择性必修一素养提升学案

日期:2025-03-14 科目:物理 类型:高中学案 查看:85次 大小:1898496B 来源:二一课件通
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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 ... ...

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