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(共17张PPT)
3.4 波的干涉
第三章 机械波
教学目的
1.知道波独立传播及波的叠加原理．
2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样．
3.能判断两列波干涉加强点与减弱点。
4.知道干涉现象也是波所特有的现象．
学习任务
1.知道波独立传播及波的叠加原理．
2.知道什么是波的干涉现象和干涉图样．
3.能判断两列波干涉加强点与减弱点。
4.知道干涉现象也是波所特有的现象．
问题
这种图案是怎样产生的？
演示：观察波的叠加现象
1．波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动状态，继续传播．
2．波的叠加：在它们重叠的区域里，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。
小试牛刀
如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时，波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，已知f1A.a波先到达P点
B.两列波在P点叠加时，P点的位移最大值小于A1+A2
C.a波的波峰到达S2时，b波的波峰尚未到达S1
D.两列波相遇时，绳上位移可达A1+A2的点只有一个，此点在P点的右侧
B
波的干涉
两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域形成如图所示的图样：水面上出现了一条条相对平静的区域和激烈振动的区域，这两类区域在水面上的位置是稳定不变的。
如何解释？
波的干涉
如果在某一时刻，一列波的波峰与另一列波的波峰在水面上的某点（例如图中的M点）相遇，波峰与波峰相遇时，质点向上的位移最大，等于两列波的振幅之和；
经过半个周期，一定是波谷与波谷在这里相遇，波谷与波谷相遇时，质点的位移尽管是向下的，但也是最大，也等于两列波的振幅之和。
因此，在这一点，两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大。
波的干涉
如果在某一时刻，两列波的波峰与波谷在水面上的某
点（例如图中的N点）相遇，也就是说，两列波在这里引起的振动的相位相反，相互削弱；
经过半个周期，变成波谷与波峰在这里相遇，两列波在这一点引起的振动仍然相互削弱。
由于两列波在这点的相位差保持不变，所以它们在这点引起的振动总是相互削弱的。如果两列波的振幅相同，质点的位移之和就总等于0。
波的干涉
稳定干涉条件：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加。
现象：某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱。这种现象叫作波的干涉。形成的这种稳定图样叫作干涉图样。
小试牛刀
如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们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所发出的波的波峰和波谷．关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是( )
A. b质点为振动加强点
B. c质点为振动减弱点
C. 该时刻a质点的振动位移不为0
D. d质点既不振动加强也不振动减弱
A
“加强点”与“减弱点”的判定方法
设S1、S2为振动频率相同、振动情况完全相同的两个波源，它们产生的两列波在同一均匀介质中传播．介质中某点P到S1、S2的距离分别为PS1、PS2，距离差Δx＝|PS1－PS2|
①Δx＝nλ(n＝0,1,2…)，即距离差为波长的整数倍时，P点为振动加强点．
②Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2…)，即距离差为半波长的奇数倍时，P点为振动减弱点．
若两波源的振动步调相反，则上述结论相反．
小试牛刀
汽车发动机正常工作排气时，常伴随
很大的噪声。利用干涉型消声器可以
降低此类噪声，其设计图如图所示。当声波沿水平管道自左向右传播到达a处时，分成两列波，它们分别通过长度为r1和r2的弯管和直管，最后在排气管内b处相遇，假设排气管内的主要噪声波长为1.7m，要能最有效地降低此类噪声，则r1与r2之差应为( )
A. 0.25m B. 0.50m C. 0.75m D. 0.85m
D
小试牛刀
如图所示，S1、S2是两个振动情况完全相同的相干波源，相距4m，激起两列相干波的波长均为λ=2m，则在以S1、S2连线为半径，S2为圆心的圆周上振动最弱的点共有( )
A. 4处 B. 6处
C. 8处 D. 10处
C
小结
1、波的叠加
①独立性原理
②叠加原理：在它们重叠的区域
里，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。
2、波的干涉
①定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅减小、某些区域的振幅加大的现象。
②干涉条件：频率相同、相位差恒定是两列波产生干涉的必要条件。
③干涉图样：波的干涉中所形成的图样。
④加强、减弱区的方法。
小试牛刀
一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，
一个比较大的位于手机下方，另一个一般
位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机
内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅
技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统
产生与外界噪音相位相反的声波，从而实
现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法错误的是( )
A. 降噪过程实际上是声波发生了干涉
B. 降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果
C. 降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等
D. P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长
D
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