新人教版高二选择性必修波的干涉精品PPT

)
解析 根据双缝干涉图样的特点,入射光的波长越长,同一装置产生的双缝
干涉图样中条纹的间距就越大。由本题的条件可确定另一种颜色的单色
光比绿光的波长长,因此A正确,B、C、D错误。
答案 A
规律方法 对干涉条纹间距的理解
干涉条纹间距是两个相邻的同类条纹中线间的距离,既可以是两相邻亮条
纹中线间的距离,也可以是两相邻暗条纹中线间的距离。
暗条纹。综上所述,选项B正确。
答案 B
规律方法 分析双缝干涉中亮暗条纹问题的步骤
(1)明确光在真空(或空气)中的波长。
(2)由屏上出现亮暗条纹的条件判断光屏上出现的是亮条纹还是暗条纹。
(3)根据亮条纹的判断式Δr=kλ(k=0,1,2,…)或暗条纹的判断式

Δr=(2k+1) 2 (k=0,1,2,…),判断出k的取值,从而判断条纹数。
[自我检测]
1.正误判断
(1)两只完全相同的灯泡发出的光能产生干涉现象。(
)
解析 不符合相干光源的条件,因此不能产生干涉现象。
答案 ×
(2)用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光。
(
)
答案 √
(3)水面上的油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果。(
答案 √
)
2.(多选)以下光源不可作为相干光源的是(
列光波在这点相互削弱,这里出现暗条纹。
二、干涉条纹和光的波长之间的关系
1.条纹间距和光的波长的关系
在双缝干涉实验中,单色光的波长为λ,双缝中心之
间的距离为d,双缝到屏的距离为l,如图所示,则相

邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距 Δx=λ 。
2.各种颜色的光都会发生干涉,在其他条件不变的

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．
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。
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
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
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。

独立传播特性
保持各自的运动特征
叠加原理
位移矢量和
概念
波
的
干
涉
波的干涉
条件
干涉图样
现象判断法
加强点和减弱点的
分布规律
条件判断法
总是加强，总是减弱
频率相同
相位差恒定
振动方向相同
加强点 波峰与波峰或波谷与波谷
减弱点 波峰与波谷
步调相同 加强点—波长整数倍
步调相反 减弱点—半波长奇数倍
点)到两个波源的距离之差与波长各有什么关系？
加强点到两波源的距离差为波长的整数倍，减弱点到两波源的距离差为
半波长的奇数倍。
2.如果相位差恒为π的两波源形成的干涉图样，加强点、减弱点到两个波
源的距离之差是否还满足以上规律？
相位差恒为π的两波源形成的加强点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，
减弱点到两波源的距离差为波长的整数倍，与相位差为0时的规律恰好相
正向位移？哪些点具有负向最大位移？哪些点比

较“平静”？



半个周期后，K、P点具有正向最大位移，M、Q具有负向最大位移，H、
N点比较“平静”。
讨论
(2)随着时间的推移，原来M点这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？
是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？
凸起的最高点由M向P移动，M点并不随波迁移，
幅不变，波速和波长分别为1 m/s和1 m，则图示时刻下列说法正确的是
A.A、E两点为振动加强点，B为振动减弱点
B.D、C连线上的点都是减弱点
C.A、B两质点的竖直高度差是20 cm
√
D.A质点始终处于波峰
加强点和减弱点的分布规律

二、波的叠加
1.波的独立传播
两列波在同一介质中传播，在介质中某一点或某一区域相遇时，每一列波都能 够保持各自的特征，继续沿着原来的方向向前传播，彼此之间互不影响，好像没有 遇到另一列波一样，这就是波的独立性。
二、波的叠加
2．波的叠加原理
几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的 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。如图表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。
人教版高二物理选修3-4第十二章12.4 波的衍射和干涉 课件 (共20张PPT)
感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体进行 正常生 命活动 必要的 条件。 大量出 汗后， 除补充 水分外 ，还应 该补充 无机盐 ，所以 应喝盐 汽水。

②当Δr＝(2k＋1)· λ/ 2 时为减弱点(k＝0,1,2…)。
若两波源振动步调相反，则上述结论相反。
②现象判断法
若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若某点
总是波峰与波谷相遇，则为减弱点。
若某点是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播T/4，看该点是
波峰和波峰(波谷与波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是
误的是( AC )
A、e、f两点的振动介于加强和减弱之间
B、a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱
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
总结提升
波的干涉
波的叠加
原理
波的干涉
现象
定义
产生条件
判断方法
课堂检测
【练习1】（多选）波源甲、乙分别在一根水平放
传播的两列波（图3.4-1甲）。
观察两列波的传播情况。
图3.4-1波的叠加
可以发现，两列波在彼此相遇并穿过后，波的形状何相遇前一样，
传播的情形也和相遇前一样（图3.4-1戊）。
波的独立传播：即各自的波长、频率等保持不变。
新知讲解
一、波的叠加
两列周期相同的波相遇时，
在它们重叠的区域里会发
生什么现象？
的区域相互隔开的现象叫做波的干涉。
产生干涉的条件：两列波的频率必须相同。
声波也能发生干涉。
一切波都能发生干涉和衍射现象。
干涉和衍射是波特有的现象。
图3.4-3波的干涉的示意图
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

波的干涉
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这两列波相遇后，在它们重叠 的区域形成如图3.4-2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。
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波的干涉
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3.4波的干涉
20200503
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第五页，共22页。
英国(yīnɡ ɡuó)医生和物理学家。对物理学的 贡献，除了提出“能”的概念（1807年）和杨氏弹性 系数之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理论。
第六页，共22页。
一、杨氏干涉(gānshè)实 验 1801年，托马斯·杨在实验室里成
功(chénggōng)的观察到了光的干 涉．
能产生干涉的两个光源
S1、S2 P1S2－P1S1= △r
相干
(xiānggān)波
光源程
距离(jù lí)屏幕的中心越远路程差(cɡh越ué ān大nɡɡ)
第十页，共22页。
双缝
屏幕
(píngmù)
S1
P
S1
S2
δ=0
P 中央(zhōngyāng)
S2
亮纹
由于从S1S2发出的光是振动情况完
全相同，又经过相同的路程到达P点，
波谷(bōgǔ)，其中一条光传来的是波谷(bōgǔ)，另一条传
来的一定是波峰，Q1点激起的振动总是波峰与波谷(bōgǔ)
相遇，振幅最小，Q1点总是振动减弱的地方，故应出现暗
纹。
第十六页，共22页。
双缝 屏幕(píngmù)
S1
S2 3λ/2
Q2 Q1
第二(dìèr) 暗 第一纹暗纹
P 中央亮纹
屏上Q1点的上方还可以找到δ= S1－S2＝3λ/2的Q2点出现 第二条暗纹。同样可以找到第三条暗纹Q3……，在中央 (zhōngyāng)明纹下方也可以找到对称的Q1/、Q2/、Q3/……等 暗纹。
的整数倍（半波长的偶数倍） 时，该点为振动加强点。
长的奇数倍时，该点为振动减 弱点。
光程差 δ =kλ（ k=0， 光程差 δ =（2k-1)λ/2

B、a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱
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
总结提升
波的干涉
波的叠加
原理
波的干涉
现象 定义 产生条件 判断方法
课堂检测
【练习1】（多选）波源甲、乙分别在一根水平放 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 所 示（两波源均只发出半个波）。则根据波的叠加 原理，以下叙述错误的是（ABD ）
例题
例1：当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列 说法正确的有（ABC）
A、质点P的振幅最大 B、质点P的振动始终是加强的 C、质点P的位移始终最大 D、质点P的位移有时候为零
例题
例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，下列说法错 误的是( AC ) A、e、f两点的振动介于加强和减弱之间
观察两列波的传播情况。
可以发现，两列波在彼此相遇并穿过后，波的形状何相遇前一样， 传播的情形也和相遇前一样（图3.4-1戊）。
波的独立传播：即各自的波长、频率等保持不变。
新知讲解 一、波的叠加
两列周期相同的波相遇时， 在它们重叠的区域里会发 生什么现象？ 观察波的叠加现象
图3.4-1波的叠加
在一根水平长绳的两端分别向 上抖动一下，在绳上分别产生相向 传播的两列波（图3.4-1甲）。
A、P、N两处的质点始终处在平衡位置 B、随着时间的推移，M处的质点将向O处移动 C、O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A D、从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时

布置作业
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
一、波的叠加 1.波的独立传播特性
两列波相遇后，每列波仍像相遇前一样，保持各自原来的运动特征(频率、波长、振
幅、振动方向等)，继续向前传播。 2.波的叠加原理
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。
答案：AD
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【学以致用3】（多选）如图所示，A、B为两个完全相同的相干波
源，它们产生的两列波在AB连线的中垂线上的P点相遇时，则（ ）
A、P点振动始终加强
B、 P点振动有时加强，有时减弱
C、 P点位移始终等于振幅
D、 P点位移有时为零
答案：AD
新课导入
知识讲解
s1 -s2
2n
•
2
（n = 0,1,2,……）
(2)若P点为振动减弱点：
则有P点到两列波的波源的距离差等于半个波长的奇数倍。
s1 -s2
2n 1
•
2
（n
= 0,1,2,……）
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【学以致用1】（多选）下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（ ） A.相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强 B.相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同 C.在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 D.几个人在同一房间说话，相互听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰
新课导入
振动加强 振动减弱 振动加强 振动减弱
知识讲解

B.a质点振动加强,b、c质点振动减弱
C.再过T/4后,b、c两质点都将处于各自的平衡位置,振动将减弱
D.a质点一直在平衡位置,b质点一直在波峰,c质点一直在波谷
随堂练习
【答案】：A
【解析】：a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方,振动始终减弱,而b、c质点处是
两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方,振动始终加强,故A对,B、C错。因为两
( A )
A.x向下,y向上
B.x向上,y向下
C.x、y都向上
D.x、y都向下
随堂练习
【答案】：A
【解析】：由题图看出,两列波的波峰与波谷叠加,振动减弱,两波的振幅相等,所以
题图乙所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知,向右传播的波单独引
起x的振动方向向下,y的振动方向向上,向左传播的波单独引起x的振动方向向下,y的
个波源的振动方向相同、振幅相同,所以a质点静止不动,一直在平衡位置,b、c两质
点的振动始终是加强的,位移随时间周期性变化,不是静止不动的,故D错误。故选A。
拓展
拓展
波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点,所以B错;振动加强的
点仅是振幅增大,但仍在平衡位置附近振动,也可能有位移为零的时刻,所以C正确,D
错误。
随堂练习
例 2 、 ( 单 选)两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波(如图甲所示),在相遇
的某一时刻,两列波“消失”(如图乙所示)。此时介质中x、y两质点的运动方向是
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,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的
位移x可能是零
D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点的位移总是比振动减弱的点的位移

二、波的干涉
探究三：形成稳定干涉图样的条件
P
形成稳定干涉图样的条件：
两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同
二、波的干涉
①一切波都能发生干涉现象
②干涉是波特有的现象
水波（湖面涟漪）
声波（操场上不同位置声音不同）
电磁波（干涉条纹）
声波（降噪耳机）
二、波的干涉
二、波的干涉
课堂总结
波的干涉
一、波的叠加
到 c 点的路程差也为一个波长,则此点也是振动加强点。因此 a、b、c 三点的振
动都总是最强,故选项 C 正确。
[针对训练3] 如图所示,在某一均匀介质中,两波源A、B位于一半径为4 m的圆的
一条直径上,距离圆心O点都是2
m,其简谐运动表达式均为x=
0.1 sin 10πt m,圆周上的P点与A、B两波源间的距离分别为5 m和 3 m,波在该介质
C.b点振动始终加强,c点振动始终减弱
D.图示时刻,b、c两点的竖直高度差为10 cm
解析:d点是波峰与波谷相遇,振动减弱,振幅为零,故保持静止,故A正确;b
点是波峰与波峰相遇,c点是波谷与波谷相遇,它们均属于振动加强点,由于
每列波的振幅是5 cm,则b点相对平衡位置高10 cm,c点相对平衡位置低10
的位置,则在分叉点的右侧终见不到明显的波形,所以C正确,D错误。
[针对训练2] 如图所示,S1、S2是两个步调完全相同的相干波源,其中实线表示
波峰,虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变,关于图中所标的b、c、
d三点,下列说法正确的是(
A
)
A.d点始终保持静止不动
B.图示时刻c点的位移为零
[针对训练1] (多选)如图所示,甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,