高中物理第十二章第六節(jié)波的干涉學(xué)案新人教版選修

1、第十二章 機(jī)械波6.波的干涉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）知道波的疊加原理（2）知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣（3）知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象【重點(diǎn)難點(diǎn)】波的干涉圖樣和干涉條件【課前預(yù)習(xí)】1：大量的事實(shí)和實(shí)驗(yàn)表明：幾列波相遇時(shí)均能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于幾列波單獨(dú)傳播時(shí)位移的矢量和，這就是波的疊加原理。2：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象稱為波的干涉，形成的圖樣稱為干涉圖樣；只有兩個(gè)頻率相同的波疊加時(shí)才會(huì)獲得穩(wěn)定的干涉圖樣。3：加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)振幅等于兩列波的振幅之差，當(dāng)兩列波

2、的振幅相等時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的合振幅為零，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)是間隔穩(wěn)定分布的。4：干涉是波的特有現(xiàn)象，故一切波均可發(fā)生干涉現(xiàn)象?！绢A(yù)習(xí)檢測(cè)】1兩列波相疊加產(chǎn)生了穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，得到了干涉圖樣，以下關(guān)于干涉的說(shuō)法中正確的是（ ）A兩列波的頻率一定相等 B振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)與振動(dòng)減弱區(qū)總是相互間隔的C振動(dòng)加強(qiáng)與振動(dòng)減弱處交替變化 D振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱處始終減弱2對(duì)聲波的各種現(xiàn)象，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A在空房子里講話，聲音特別響，這是聲音的共鳴現(xiàn)象B繞正在發(fā)音的音叉走一圈，可以聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音，這是聲音的干涉現(xiàn)象C古代某和尚房里掛著的磐常自鳴自響，屬于聲波的共鳴現(xiàn)象D把耳朵貼在鐵軌上可以聽(tīng)到遠(yuǎn)處的火車聲

3、，屬于聲波的衍射現(xiàn)象圖13如圖1（a）所示，兩列相同的波相向傳播，當(dāng)它們相遇時(shí)，可能的波形是圖1(b）中的（ ）【參考答案】【預(yù)習(xí)檢測(cè)】1.A、B，D 2A、B 3.B、C堂中互動(dòng)【典題探究】例1在同一介質(zhì)中兩列頻率相同，振動(dòng)步調(diào)一致的橫波互相疊加，則( )A.波峰與波谷疊加的點(diǎn)振動(dòng)一定是減弱的B.振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)經(jīng)過(guò)T后恰好回到平衡位置，因而該點(diǎn)的振動(dòng)是先加強(qiáng)，后減弱C.振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相間隔分布，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)不隨時(shí)間變化D.加強(qiáng)區(qū)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻位移可能是零解析：當(dāng)頻率相同，步調(diào)一致的兩列波疊加時(shí)，若波峰與波谷疊加必為減弱點(diǎn)，A項(xiàng)正確；振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)并不是指其位移就最大，有時(shí)可能為零.所以B項(xiàng)錯(cuò)

4、，C、D兩項(xiàng)正確.拓展: 任何頻率的兩列波都可疊加，但不一定形成穩(wěn)定的干涉圖樣.例2關(guān)于波的疊加和干涉，下列說(shuō)法中正確的是( )A.兩列頻率不相同的波相遇時(shí)，因?yàn)闆](méi)有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒(méi)有疊加B.兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)C.兩列頻率相同的波相遇時(shí)，如果介質(zhì)中的某點(diǎn)振動(dòng)是加強(qiáng)的，某時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)的位移s可能是零D.兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)的位移大解析：根據(jù)波的疊加原理，只要兩列波相遇就會(huì)疊加，所以A選項(xiàng)錯(cuò).兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是波峰與波峰、波谷與波谷相遇，所以B選項(xiàng)錯(cuò).振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)僅是振幅加大，但仍在平衡位

5、置附近振動(dòng)，也一定有位移為零的時(shí)刻，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.拓展: 本題關(guān)鍵要弄清波的干涉“加強(qiáng)”“減弱”的含義，加強(qiáng)的含義是“峰峰相遇”或“谷谷相遇”，而減弱的含義是“峰谷相遇”，振動(dòng)加強(qiáng)是指對(duì)某質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)振幅變大了，但仍處于振動(dòng)當(dāng)中，容易產(chǎn)生加強(qiáng)點(diǎn)總處于波峰處，谷谷相遇振動(dòng)減弱等錯(cuò)誤的想法.例3如圖中S1和S2是兩個(gè)相干波源，由它們發(fā)出的波相互疊加，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則對(duì)a、b、c三處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況，下列判斷中正確的是( )A.b處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱B.a處永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇C.b處在這時(shí)刻是波谷與波谷相遇D.c處的振動(dòng)永遠(yuǎn)相互減弱解析：從圖中可以看出，b處此刻是波谷和波谷相

6、遇，位移為負(fù)的最大值，振動(dòng)是加強(qiáng)的.故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確.a處此刻是波峰與波峰相遇，但過(guò)半個(gè)周期后會(huì)變成波谷與波谷相遇，雖然始終是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，但并非永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，因此選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的.c處此刻是波峰與波谷相遇，過(guò)半個(gè)周期后是波谷與波峰相遇，它們的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱，選項(xiàng)D是正確的.例4如圖所示，在直線PQ的垂線OM上有A、B兩個(gè)聲源，A、B分別距O點(diǎn)6 m和1 m，兩個(gè)聲源同時(shí)不斷向外發(fā)出波長(zhǎng)都為2 m的完全相同的聲波，在直線PQ上從-到+的范圍內(nèi)聽(tīng)不到聲音的小區(qū)域共有多少個(gè)？解析：由于若某時(shí)刻兩列相干波的波峰與波峰或波谷與波谷相遇時(shí)為加強(qiáng)點(diǎn).經(jīng)數(shù)學(xué)歸納，若某點(diǎn)到兩波源的路程差為波長(zhǎng)整數(shù)倍，即s=n(n=0,1,2，)，則該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)；若某點(diǎn)到兩波源的路程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍，即s= (2n+1)(n=0,1,2，)，則該點(diǎn)振動(dòng)減弱.答案：因?yàn)閮刹ㄔ吹牟ǔ滩顬榘氩ㄩL(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，是振動(dòng)減弱點(diǎn)，在直線PQ上的O點(diǎn)距兩波源A、B波程差最大，即AO-BO=