3.4波的干涉 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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3.4波的干涉 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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3.4波的干涉
知识链接
Hi,在开始挑战之前,先来热下身吧!
同学们,几列由不同波源产生的波,当它们在同一介质中传播时,相遇
处各质点的是怎样的呢?
◆学习任务
(一)读教材,首战告捷
让我们一起来阅读教材,并做好色笔区分吧。
(二)试身手,初露锋芒
让我们来试试下面的问题和小练习吧。
问题. 叠加原理是什么?.

练习1.关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是( )
A.任意两列波都能产生稳定干涉现象
B.发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同
C.在振动减弱的区域,各质点都处于波谷
D.在振动加强的区域,有时质点的位移等于零
练习2.如图所示,是水波干涉示意图,S1、S2是两波源,A、B、C三点在
一条直线上,两波波源频率相同,振幅等大,就图中标出的各点,图中实线
表示波峰,虚线表示波谷。回答:振动加强点是________振动减弱点是____
(三)攻难关,自学检测
让我们来挑战吧!你一定是最棒的!
1、如图所示,在同一均匀介质中有S1,S2两个波源,这两个波源的
频率、振动步调均相同,S1、S2之间相距两个波长,B点S1、S2为连线的
中点,今以B点为圆心,以BS1为半径画圆,则在圆周上(S1、S2两波
源除外)共有几个加强点.
2.如图所示,是两个相干波源,它们的振动同步且振幅相同.实线
和虚线分别表示在某一时刻它们的所发出的波的波峰和波谷.关于图中所标
的四点,下列说法中正确的有( ).
A.该时刻质点振动最弱,质点振动都最强,质点振动既不是
最强也不是最弱
B.该时刻质点振动最弱,质点振动都最强
C.质点的振动始终是最弱的,质点的振动始终是最强的
D.再过后的时刻,三个质点都将处于各自的平衡位置,
因此振动最弱
(四)找规律,方法总结
注意点1.叠加和干涉的区别。2、加强区和减弱区
的条件。
测一测,大显身手
1. 如图所示两个频率与相位、振幅均相同的波的干涉图样中,实线表示波峰,虚线表示波谷,对叠加的
结果正确的描述是 ( )
A.在点出现波峰后,经过半个周期该点还是波峰
B.点在干涉过程中振幅始终为零
C.两波在点路程差是波长的整数倍
D.当点为波谷时,经过一个周期此点出现波峰
2.如图所示是两列波发生干涉的图样,图中各点的振动情况如何(实现表示波峰,虚
线表示波谷)?
?
3.关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是( ).
A.任意两列波都能产生稳定干涉现象
B.发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同
C.在振动减弱的区域,各质点都处于波谷
D.在振动加强的区域,有时质点的位移等于零
4.两列波在某区域相遇,下列说法中正确的是( ).
A.两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰
B.由于这两列波相遇时叠加,当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化
C.如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强,某些区域振动减弱,那么这两列波发生干涉
D.两列波重叠的区域里,任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和
5.关于波的干涉,下列说法中错误的是( ).
A.只有横波才能产生干涉,纵波不能产生干涉
B.任何两列波,都能产生稳定的干涉
C.不管是横波还是纵波,只要叠加的两列波的频率相等,振动情况相同,相差恒定就能产生稳定的干涉
D.波长很小的波可以产生衍射,不能产生干涉
6.将一块石子扔入湖中激起一列水波,当水波遇到下列障碍物时,能发生最明显衍射现象的是( ).
A.竖立的一根电线杆 B.一艘静止的大船 C.竖立的一根钢筋 D.一座小岛
答案解析
试身手,初露锋芒
练习1.答案:BD
解析:干涉的条件是两列波的频率相等,所以A错B正确;减弱区指的是振幅最小,但不不意味着它的质点不振动,同样加强区只是振幅叠加最大,但是,随着振动,其位移还是在周期性变化,可以为0,所以C错D正确。
练习2. 答案:振动加强点是ABC
振动减弱点是DE
攻难关,自学检测
1.【答案】共有6个振动加强点。
【解析】若它们的波程差是波长的整数倍,则振动是加强区,所以振动加强点是到S1、S2距离相差Nλ的点(N=0;1;2…)
当N=0时,是S1、S2中垂线与圆的两个交点;
当N=1时是以S1、S2为焦点的双曲线与圆的四个交点或者是以S1S2为直径的有个角为30°的内接三角形的顶点(这样的顶点有4个);
当N=2时,是S1、S2本身,不算;
当N>2时不存在这样的点,所以共有6个加强点.
故答案为:6.
2.【答案】B、C
【解析】该时刻质点振动最弱,
质点振动最强,这不难理解.
但是既不是波峰和波峰叠加,又不是波谷和波谷叠加,如何判定其振动强弱?这就要用到充要条件:“到两波源的路程之差是波长的整数倍”时振动最强,从图中可以看出,是连线的中垂线上的一点,到
的距离相等,所以必然为振动最强点.
测一测,大显身手
1.【答案】B
2.【答案】见解析
【解析】是振动减弱点;是振动加强点,处在振动加强区上,因此也是振动加强点,只好在此时刻
它恰好处在平衡位置上;点既不在振动加强区上,也不在振动减弱区上,因此它的振幅既不是最大,也不是零。
3.【答案】B、D
【解析】两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的,不是任意两列波都能产生稳定的干涉现象.一个必
要条件是两列波的频率相同,所以选项A是错误,选项B是正确的.在振动减弱的区域里,只是两列波引
起质点振动始终是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差.如果两列波的振幅相同,质点振动的振
幅就等于零,也不可能各质点都处于波谷,所以选项C是错误的.在振动加强的区域里,两列波引起质点振动始终是加强的,质点振动的最剧烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和.但这些点始终是振动着的,因而有时质点的位移等于零,所以选项D是正确的
4.【答案】A、D
5.【答案】A、B、D
【解析】波都可以产生干涉与衍射现象,但只有相干波源才能看到干涉图样
6.【答案】C
【解析】根据发生明显衍射的条件即可判断.

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