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(共32張PPT)
3.4 波的干涉
問(wèn)：在介質(zhì)中常常有幾列波同時(shí)傳播，兩列波相遇時(shí)，會(huì)不會(huì)像兩個(gè)小球相碰時(shí)，那樣，改變各自的運(yùn)動(dòng)呢？
波傳播的獨(dú)立性：兩列波相遇后，彼此穿過(guò)，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(shuō)，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒(méi)有受到影響。(各自的波長(zhǎng)、頻率、波速不變)
相遇前
開(kāi)始相遇
相遇中
開(kāi)始分離
分離后
一、波的疊加
相遇前
開(kāi)始相遇
相遇中
如圖，P是重疊區(qū)域中一質(zhì)點(diǎn)，在波重疊過(guò)程中，P點(diǎn)參與幾個(gè)波的振動(dòng)？P的振幅、位移有何特點(diǎn)？
P
P
P
相遇前
開(kāi)始相遇
P
P
P
相遇中
XP=X1+X2
XP=|X1 - X2|
一、波的疊加
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
問(wèn)：兩列周期相同的波相遇時(shí)，在它們重疊的區(qū)域時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
在兩波相遇過(guò)程中：
1、在某一時(shí)刻，兩個(gè)的波峰與波峰會(huì)在某點(diǎn)（P點(diǎn)）相遇，該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，
半個(gè)周期后，兩個(gè)的波谷與波谷會(huì)在某點(diǎn)（P點(diǎn)）相遇，該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，
該點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)的。
2、在某一時(shí)刻，兩個(gè)的波峰與波谷會(huì)在某點(diǎn)（N點(diǎn)）相遇，該點(diǎn)振動(dòng)減弱，
半個(gè)周期后，兩個(gè)的波峰與波谷會(huì)在某點(diǎn)（N點(diǎn)）相遇，該點(diǎn)振動(dòng)減弱，
該點(diǎn)的振動(dòng)總是減弱的。
振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)：把振動(dòng)最強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)連起來(lái)的區(qū)域
振動(dòng)減弱區(qū)：振動(dòng)最弱的質(zhì)點(diǎn)連起來(lái)的區(qū)域
圖樣的特點(diǎn)
強(qiáng)區(qū)和弱區(qū)是相互隔開(kāi)，強(qiáng)弱相間的。
定義：頻率相同,振動(dòng)方向相同,相位差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)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。
二、波的干涉
三、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(dòng)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(qiáng)點(diǎn)M到距離之差與波長(zhǎng)有什么關(guān)系？
思考與討論：
1.S1和S2兩波源到加強(qiáng)點(diǎn)N到距離之差與波長(zhǎng)有什么關(guān)系？
振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)滿足的條件：
若兩個(gè)波源的振動(dòng)頻率和振動(dòng)步調(diào)相同
(1)加強(qiáng)點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差：
（n=0，±1，±2，±3……）
(2)減弱點(diǎn)與兩個(gè)波源的距離差：
（n=0，±1，±2，±3……）
思考：如圖是波源S1與S2產(chǎn)生的某時(shí)刻的干涉圖樣，實(shí)線與虛線間
距離為半個(gè)波長(zhǎng)
1、從該時(shí)刻起經(jīng)歷半個(gè)周期后干涉圖樣如何畫(huà)？
2、該時(shí)刻A點(diǎn)處在什么位置（波峰、波谷），再半個(gè)周期后呢？
3、傳播過(guò)程中A的位移是否會(huì)變化？
4、同一時(shí)刻A點(diǎn)和B點(diǎn)那點(diǎn)振幅較大？
S1
S2
A
B
注意：振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（?。皇侵刚駝?dòng)的位移大（?。?br/>因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的．
S1
S2
A
B
教室中就有干涉
安裝兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器，并且使它們由同一個(gè)信號(hào)源帶動(dòng)，發(fā)出相同頻率的聲音。同學(xué)們分成兩組，手持不同顏色的標(biāo)志（如A 組持白，B 組持黑），分散在兩個(gè)揚(yáng)聲器之間，注意聽(tīng)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音，并且小范圍地移動(dòng)。A 組同學(xué)移動(dòng)到聲音最大位置停住， B 組同學(xué)移動(dòng)到聲音最?。ɑ蚵?tīng)不到聲音）位置停住。找到位置后都把標(biāo)志舉起，看看A 組和B 組同學(xué)所在位置的分布有什么規(guī)律。
聲音的干涉
主動(dòng)降噪技術(shù)
噪聲會(huì)影響我們的日常生活，人們通常在聲源處、傳播過(guò)程中以及人耳處采取措施，以控制噪聲。聲音是一種波，通過(guò)波的干涉能夠起到消音的作用。這一原理使我們可以主動(dòng)出擊，通過(guò)發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來(lái)消滅噪聲。
具有主動(dòng)降噪功能的耳機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在耳機(jī)內(nèi)設(shè)有麥克風(fēng)，用來(lái)收集周?chē)h(huán)境中的噪聲信號(hào)，在此基礎(chǔ)上，耳機(jī)的處理器能夠預(yù)測(cè)下一時(shí)刻噪聲的情況，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波。為了保證降噪質(zhì)量，耳機(jī)內(nèi)還設(shè)有另一個(gè)麥克風(fēng)來(lái)檢測(cè)合成后的噪聲是否變小。這時(shí)，處理器會(huì)根據(jù)這個(gè)麥克風(fēng)的測(cè)量結(jié)果，對(duì)處理過(guò)程不斷優(yōu)化，進(jìn)一步降低合成后的噪聲音量，達(dá)到最佳的降噪效果，使人們更好地欣賞音樂(lè)或是進(jìn)行通信等活動(dòng)。
主動(dòng)降噪技術(shù)使我們擺脫噪聲的困擾，它不僅能夠營(yíng)造安靜的生活氛圍，而且能夠在機(jī)場(chǎng)等強(qiáng)噪聲場(chǎng)景下保護(hù)人們的健康
7.(2023年1月)主動(dòng)降噪耳機(jī)能收集周?chē)h(huán)境中的噪聲信號(hào)，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波，某一噪聲信號(hào)傳到耳膜的振動(dòng)圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波(聲音在空氣中的傳播速度為340m/s)( )
A.振幅為2A
B.頻率為100Hz
C.波長(zhǎng)應(yīng)為1.7m的奇數(shù)倍
D.在耳膜中產(chǎn)生的振動(dòng)與圖中所示的振動(dòng)同相
B
講義第7題
(2009廣東)如圖為聲波干涉演示儀的原理圖。兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔。聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率 的波。當(dāng)聲波分別通過(guò)A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅 ；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅為原振幅的 倍。
b
a
書(shū)本P78第3題
N
M
書(shū)本P78第1，2題
書(shū)本P78第4題
(2014·全國(guó)卷)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇．下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1－A2|
B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移始終為A1＋A2
C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移
D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
P
Q
M
N
R
波源1
波源2
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M
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波源1
波源2
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傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
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M
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波源1
波源2
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Q
M
N
R
傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
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Q
M
N
R
波源1
波源2
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Q
M
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波源1
波源2
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傳播方向
傳播方向
波源1
波源2
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Q
M
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波源1
波源2
P
Q
M
N
R
(2014·全國(guó)卷)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇．下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1－A2|
B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移始終為A1＋A2
C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移
D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅
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課堂小結(jié)
A
波的疊加
B
波的干涉
1.波傳播的獨(dú)立性：幾列波相遇后，彼此穿過(guò)，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(shuō)，相遇后，它們都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，彼此都沒(méi)有受到影響。
2.波的疊加原理:在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波所產(chǎn)生的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。
定義：頻率相同,振動(dòng)方向相同,相位差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域
的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)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。

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