第三章

機械波第4節(jié)

波的干涉

這種圖案是怎樣產(chǎn)生的？

生活中，在平靜的水面上，下落的雨滴激起層層漣漪，形成了復(fù)雜而美麗的圖案。1.了解波的疊加原理，了解波的疊加過程中質(zhì)點的合位移。2.從振動角度認(rèn)識振動加強區(qū)域和減弱區(qū)域。3.知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，了解波發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件。一、波的疊加

在介質(zhì)中常常有幾列波同時傳播。兩列波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，改變各自的運動特征呢？相遇前開始相遇相遇中如圖，P是重疊區(qū)域中一質(zhì)點，在波重疊過程中，P點參與幾個波的振動？P的振幅、位移有何特點？PPP相遇前開始相遇PPP相遇中XP=X1+X2XP=|X1-X2|在兩波相遇過程中：1、在某一時刻，兩個的波峰與波峰會在某點相遇，該點振動加強，

半個周期后，兩個的波谷與波谷會在某點相遇，該點振動加強，

該點的振動總是加強的。2、在某一時刻，兩個的波峰與波谷會在某點相遇，該點振動減弱，

半個周期后，兩個的波峰與波谷會在某點相遇，該點振動減弱，

該點的振動總是減弱的。問：兩列周期相同的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域時會發(fā)生什么現(xiàn)象？

事實表明，幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移就等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和（圖丙）。

振動加強區(qū)：把振動最強的質(zhì)點連起來的區(qū)域振動減弱區(qū)：振動最弱的質(zhì)點連起來的區(qū)域1.圖樣的特點強區(qū)和弱區(qū)是相互隔開，強弱相間的。二、波的干涉2.定義：頻率相同,振動方向相同,相位差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動始終加強，某些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做干涉圖樣。3.形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件注意：波的干涉是波的疊加的特殊情形，一切波都能發(fā)生干涉，干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象。(1)兩波源的頻率相同。(2)振動方向相同。(3)相位差恒定。思考與討論1：S1和S2兩波源到加強點M、減弱點N到距離之差與波長有什么關(guān)系？

藍(lán)：波峰黑：波谷思考與討論2：S1和S2兩波源到其他加強點A、B、C，減弱點D、E距離之差與波長有什么關(guān)系？你從中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？

ABCDE藍(lán)：波峰黑：波谷

ABCDE藍(lán)：波峰黑：波谷

加強點

減弱點波源步調(diào)相同4.振動加強點和減弱點滿足的條件：若兩個波源的振動頻率和振動步調(diào)相同(1)加強點與兩個波源的距離差：（n=0，±1，±2，±3……）(2)減弱點與兩個波源的距離差：（n=0，±1，±2，±3……）圖中表示兩列頻率相同的橫波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰，虛線表示波谷.(1)半個周期后，圖中六個點中，哪些點具有最大正向位移？哪些點具有負(fù)向最大位移？哪些點比較“平靜”？

K、P點具有正向最大位移，M、Q具有負(fù)向最大位移，H、N點比較“平靜”.(2)隨著時間的推移，M點這個凸起最高的位置在向哪個方向移動？是不是M質(zhì)點在向那個方向遷移？M質(zhì)點在哪個方向上運動？最高點由M向P移動，M點并不隨波遷移，而只在垂直于紙面的方向上運動.位移為0

聲波的干涉——操場上裝有很多個相同的揚聲器，當(dāng)它們同時發(fā)聲時，若繞操場一周，將會聽到某些地方聲音加強，某些地方聲音減弱。5.波的干涉的應(yīng)用主動降噪（ActiveNoiseCancellation），是一種降噪技術(shù)，應(yīng)用在耳機降噪上，從噪聲源本身著手，設(shè)法通過電子線路將原噪聲的相位倒過來。1.兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇．下列說法正確的是()A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為|A1－A2|B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅AD2.

(多選)如圖所示,S1、S2是兩個振動完全相同的相干波源,其中實線表示波峰,虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持5cm不變,關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點,下列說法正確的是(

)A.d點始終保持靜止不動B.圖示時刻c點的位移為零C.b點振動始終加強,c點振動始終減弱D.圖示時刻,b、c兩點的豎直高度差為20cmAD3.如圖所示，在均勻介質(zhì)中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達(dá)式均為x=0.1sin20πt（m），形成的機械波的波速都是10m/s。介質(zhì)中P點與A、B兩波源間的距離分別為4m和5m。則（）A.波的周期為0.2s

B.波的波長為2mC.P點一定是振動加強點 D.P點可能是振動減弱點C波的干涉波的疊加波傳播的獨立性：幾列波相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保持各自的運動狀態(tài)，彼此都沒有受到影響。波的疊加原理：在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波所產(chǎn)生的振動，質(zhì)點振動的位移等于這幾列波單獨傳播時引起