人教版 (2019)选择性必修 第一册4 波的干涉评课ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册4 波的干涉评课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了定位·学习目标，探究·必备知识，突破·关键能力，提升·核心素养，检测·学习效果，知识点一波的叠加，探究新知，运动特征，矢量和，想想议议等内容，欢迎下载使用。

1.了解波的叠加原理,了解波的叠加过程中质点的合位移。2.从振动角度认识振动加强区域和减弱区域。3.通过实验,认识波的干涉现象和干涉图样。4.知道干涉现象是波特有的现象,了解波发生稳定干涉的条件。
1.波的独立传播:两列波在彼此相遇并穿过后,仍然保持各自的 ,继续传播。2.波的叠加原理:几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播,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 。
当教室内乐队合奏时,我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同?这种声音是否受到了其他乐器的影响?
答案:相同;没有受到其他乐器的影响。
1.定义 相同、 恒定、 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,这种现象叫作波的干涉。2.干涉条件(1)两列波的 必须相同。(2)两个波源的 必须保持不变。3.干涉的普遍性一切波在一定条件下都能够发生干涉,干涉是 现象。
如图所示,与振动发生器相连的两个小球,在振动发生器的带动下上下振动,形成两个振动频率和振动步调相同的波源,在水面上形成两列步调、频率相同的波,两列波在水面上相遇时,能观察到什么现象?如果改变其中一个小球振动的快慢,还会形成这种现象吗?
答案:在水面上出现一条条从两个波源中间伸展开的相对平静的区域和剧烈振动的区域。改变其中一个小球振动的快慢,这种现象将消失。
1.波的独立传播特性:几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征,不受其他波的影响。2.波的叠加原理: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。
[例1] 波源A、B分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t=0时刻绳上的波形如图甲所示。则根据波的叠加原理,以下叙述正确的是(　 　)A.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丙所示B.当t=2 s时,波形如图乙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示C.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图乙所示D.当t=2 s时,波形如图丙所示;当t=4 s时,波形如图丁所示
解析:当t=2 s时,根据传播速度可知,它们相互重叠,由于振动方向相反,则振动减弱,波形如图丙所示;当t=4 s时,各自传播了4 m,由于互不干扰,所以波形如图丁所示,故选项D正确。
[即时训练1] 如图甲,两列振幅和波长相同而传播方向相反的波,在相遇的某一时刻(如图乙),两列波“消失”,此时介质中M、N两质点的运动方向是(　 　)A.M、N都静止 B.M、N都向上C.M向下,N向上 D.M向上,N向下
解析:由题图可知,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以题图乙的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,向左传播的波单独引起M的运动方向向下,N的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时M质点的运动方向向下,N质点的运动方向向上,故C正确,A、B、D错误。
如图所示,操场中两根电线杆上各有一只扬声器,接在同一个扩音机上,一位同学沿着MN方向走来。
探究:(1)他听到的声音会有什么变化?
答案:(1)声音忽强忽弱。
(2)为什么会有这种变化?
答案:(2)因为声波发生了干涉现象。
1.产生干涉的必要条件(1)两列波的频率必须相同。(2)两个波源的相位差必须保持不变。注意:波的干涉是波的叠加中的特例。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,则质点振动的合振幅就等于零。
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的变化而改变)。③加强区与减弱区互相间隔。
[例2] 如图甲,在x0y平面内有两个沿z轴方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为　　　　m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互　　　　(选填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互　　　　(选填“加强”或“减弱”)。 
解析:由几何关系可知两波源到A点的距离为AS1=10 m,AS2=8 m,所以两波源到A点的路程差为2 m;同理可得,BS1-BS2=0,为波长的整数倍,由振动图像知两波源振动方向相反,故B点振动减弱;两波源到C点的路程差为Δx=CS1-CS2=1 m,波长λ=vT=2 m,所以C点振动加强。
判断振动加强和减弱的常用方法(1)条件判断法。振动频率相同、振动步调完全相同的两波源的波叠加时,设某点到两波源的路程差为Δr。①当Δr=k·λ(k=0,1,2,…)时为加强点。
[即时训练2] (多选)如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,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和减弱之间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
解析:波的干涉示意图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,都是振动加强点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱点,A正确;e点位于加强点的连线上,为加强点。f点位于减弱点的连线上,为减弱点,B错误;相干波源产生的波的干涉是稳定的,加强点与减弱点不会随时间变化,C错误;因形成干涉图样的质点也在不停地做周期性振动,经半个周期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,D正确。
【情境创设】阶梯课室为增强声音效果通常在讲台两侧放置两个相同的喇叭,但老师的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫,话筒最好摆放在讲台上适当的位置,在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。
【素养训练】在上述阶梯课室中,如图是课室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。已知空气中声速为v=340 m/s,老师声音的频率为f=136 Hz,忽略讲台的宽度,则:
(1)求老师声音的波长λ;
答案:(1)2.5 m
在上述阶梯课室中,如图是课室主席台的平面图,AB是讲台,S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭,它们相互之间的位置和尺寸如图所示。已知空气中声速为v=340 m/s,老师声音的频率为f=136 Hz,忽略讲台的宽度,则:
(2)图中B点是振动加强点还是振动减弱点,试通过计算说明判断依据;
(3)讲台上能够避免啸叫的适当位置有多少个?
1.关于波的叠加和干涉,下列说法正确的是(　 　)A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C.两列频率相同的波相遇时,介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大
解析:两列波相遇时一定叠加,没有条件,A错误;振动加强是指振幅增大,而不只是波峰与波峰相遇,B错误;振动加强点的振幅增大,质点仍然在自己的平衡位置附近振动,故某时刻的位移可以是振幅范围内的任何值,C正确,D错误。
2.将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳,它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端,同时用相同频率和振幅上下持续振动,产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同,分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是(　 　)A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同B.甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置C.乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形
解析:甲图中两手开始振动时的方向相同,则甲图中分叉点是振动加强的位置,所以A、B错误;乙图中两手开始振动时的方向恰好相反,则乙图中分叉点是振动减弱的位置,则在分叉点的右侧始终见不到明显的波形,所以C正确,D错误。
3.(教材第73页第4题改编)如图所示,在同一均匀介质中有S1和S2两个波源,这两个波源的频率、振动方向均相同,且振动的步调完全一致,S1与S2之间相距4 m,若S1、S2振动频率均为5 Hz,两列波的波速均为10 m/s,B点为S1和S2连线的中点,今以B点为圆心,以R=BS1为半径画圆。求:
(2)在S1、S2连线上振动加强点的个数;
解析:(2)在S1、S2连线上任选一点A,则点A到S1和S2的路程差满足|Δs|=|S1A-S2A|<4 m=2λ,即-2λ<Δs<2λ,根据干涉加强的条件有Δs=kλ,则-2

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