主题三 5 机械波的干涉课件 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）

这是一份主题三 5 机械波的干涉课件 2027届高三物理一轮复习（浙江专版），共26页。PPT课件主要包含了「学习目标」，预学智测·科学思维，波的叠加，运动特征，保持不变，矢量和，波的干涉，相位差，振动方向，情境探究等内容，欢迎下载使用。
1.了解波的叠加原理。2.知道波的干涉现象和干涉图样。3.知道干涉现象是波特有的现象。
注意:波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加,但干涉必须满足一定条件,必须是两列同类的波,并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。
探究点1　广场舞音响叠加区广场对称位置放置同频音响。小明站在中垂线上听感强烈,小红偏移后音量骤减。(1)解释小明位置声音增强的原因;
提示:(1)两列声波波程差为零,振动始终加强。
(2)如何调整设备使小红处音量增强?
提示:(2)移动音响使小红位于两波源波程差为波长的整数倍处。
探究点2　降噪耳机消声原理降噪耳机通过麦克风收集环境声波,扬声器发射反向波。(1)降噪应用的物理原理是什么?
提示:(1)波的干涉(振动叠加抵消)。
(2)若噪声频率为500 Hz,扬声器发射的声波需满足什么条件?
提示:(2)同频率、反相位、等振幅。
[典例1] 波源1、2分别在一根水平放置的绳的左右两端,两波源振幅相同,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。根据波的叠加原理,下列叙述正确的是(　　)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:D　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,波形如题图丙所示;当t=4 s时,各自传播了4 m,由于互不干扰,所以波形如题图丁所示,D正确,A、B、C错误。
对波的叠加原理的理解波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是几个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小。如图甲所示,两列同相波叠加,振动加强,振幅增大;如图乙所示,两列反相波叠加,振动减弱,振幅减小。
干涉的特点(1)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变化)。(2)加强区和减弱区的位置固定不变,加强区与减弱区互相间隔。(3)加强点的振幅为A1+A2;减弱点的振幅为|A1-A2|,每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动。
[典例2] (干涉图样的理解与分析)(杭州)同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后,在它们重叠的区域形成如图所示的图样,其中实线代表波峰,虚线代表波谷。在图示时刻,M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。以下说法正确的是(　　)A.质点N是振动加强点,其始终处于波谷B.质点P是振动减弱点,其振幅会随时间变化C.质点M是振动加强点,其振幅始终等于2AD.振动加强和减弱的区域在水面上的位置随时间推移逐渐变化
解析:C　同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波相遇,N为波谷与波谷相遇点,质点N是振动加强点,其不是始终处于波谷,而是做振幅是2A的运动,P为波峰与波谷相遇点,质点P是振动减弱点,其振幅为0,M为波峰与波峰相遇点,质点M是振动加强点,其振幅始终等于2A,A、B错误,C正确;同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波,振动加强和减弱的区域在水面上的位置是稳定不变的,D错误。
[典例3] (振动加强点与减弱点的判断)(衢州)某研究小组利用校园广场上的“草地音箱”研究声波的干涉现象。如图所示,两个完全相同的音箱置于相距20 m的A、B两点,O为A、B连线的中点。同一个信号源使两音箱发出频率为340 Hz的声音,则在以O点为圆心、半径为5 m的圆周上共有几处加强点(　　)A.21处B.38处C.40处D.48处
振动加强点和减弱点的判断方法
[典例4] (波的干涉应用)消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声,干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,当声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的,若Δr=|r2-r1|,则Δr等于(　　)
解析:C　根据干涉特点知,两相干波的路程差为波长的整数倍时,此点为振动加强点,而消除噪声不能加强,故A、B错误;路程差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点,本题为消除噪声,要减弱振动,故C正确,D错误。
干涉与衍射的研究对象不同,从形式上看,衍射是波绕过障碍物继续传播的现象,而波的干涉是两列波的叠加;干涉图样与衍射图样不同,干涉图样中有间隔均匀的加强区、减弱区,而衍射图样相当于衍射孔处有一个新的波源。
[典例5] 利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示,则(　　)A.图甲、乙均显示了波的干涉现象B.图甲、乙均显示了波的衍射现象C.图甲显示了波的干涉现象,图乙显示了波的衍射现象D.图甲显示了波的衍射现象,图乙显示了波的干涉现象
解析:D　题图甲中可以看出只有一条狭缝,是一列波通过狭缝继续传播,水波发生明显的衍射;题图乙中有两个振源,是两列波的传播,在重叠区域,有些区域振动加强,有些区域振动减弱,是干涉现象,D正确。