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波的干涉
一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解波的疊加，建立波的疊加模型。
2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解波的干涉現(xiàn)象，提升探索自然的內(nèi)在動(dòng)力。
波的干涉
問(wèn)題的引出
兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的宏觀物體發(fā)生碰撞，它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一般都會(huì)發(fā)生改變。
兩列波相遇時(shí)，它們各自的運(yùn)動(dòng)特征也會(huì)像宏觀物體碰撞時(shí)發(fā)生改變嗎？
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學(xué)習(xí)任務(wù)一：波的疊加
問(wèn)題1．兩列波相遇并穿過(guò)后，它們各自的波形和運(yùn)動(dòng)
特征（波長(zhǎng)、頻率）是否發(fā)生改變？
兩列水波的實(shí)驗(yàn)
請(qǐng)同學(xué)們列舉一些生活中多列波在空間相遇的現(xiàn)象。
學(xué)習(xí)任務(wù)一：波的疊加
問(wèn)題1．兩列波相遇并穿過(guò)后，它們各自的波形和運(yùn)動(dòng)
特征（波長(zhǎng)、頻率）是否發(fā)生改變？
兩列波在彼此相遇并穿過(guò)后，波的形狀和相遇前一樣，傳播的情形也和相遇前一樣。即兩列波相遇后彼此穿過(guò)，仍然保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播，就像沒(méi)有跟另一列波相遇一樣。
學(xué)習(xí)任務(wù)一：波的疊加
問(wèn)題2．兩列波在相遇時(shí)，它們各自的波形和運(yùn)動(dòng)特征 （波長(zhǎng)、頻率）
是否發(fā)生改變？重疊區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)是如何振動(dòng)的？
為什么將一個(gè)音頻信號(hào)反相后同時(shí)播放就銷聲了？
學(xué)習(xí)任務(wù)一：波的疊加
問(wèn)題2．兩列波在相遇時(shí)，它們各自的波形和運(yùn)動(dòng)特征 （波長(zhǎng)、頻率）
是否發(fā)生改變？重疊區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)是如何振動(dòng)的？
1
2
a
b
1
2
1
2
1
2
1
2
兩列波在相遇時(shí)，能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播。
在它們重疊區(qū)域里，質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這兩列波引起的振動(dòng)。
質(zhì)點(diǎn)的位移等于這兩列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。
學(xué)習(xí)任務(wù)一：波的疊加
波的疊加原理：
介質(zhì)中同時(shí)存在幾列波時(shí)，每列波能保持各自的傳播規(guī)律而不互相干擾。在波的重疊區(qū)域里各點(diǎn)的振動(dòng)的物理量等于各列波單獨(dú)傳播時(shí)在該點(diǎn)引起的物理量的矢量和。
問(wèn)題1．波源振動(dòng)情況完全相同的兩列波，在它們重疊的區(qū)域里會(huì)發(fā)生
什么現(xiàn)象？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
水波干涉的實(shí)驗(yàn)
在兩列水波重疊的區(qū)域里出現(xiàn)了一條條相對(duì)平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域，這兩類區(qū)域在水面上的位置相間隔而且是穩(wěn)定的。
問(wèn)題2．介質(zhì)中哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的？哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱的？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
波源1
波源2
振動(dòng)加強(qiáng)：
波峰（谷）與波峰（谷）相遇
振動(dòng)減弱：
波峰與波谷相遇
波峰
波谷
根據(jù)波的疊加原理
問(wèn)題2．介質(zhì)中哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的？哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱的？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
波源1
波源2
波谷與波谷相遇的B點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，
波峰與波峰相遇的A點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，
AB連線上的中點(diǎn)C的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱？
兩列波傳播后在C點(diǎn)出現(xiàn)波峰與波峰相遇，振動(dòng)是加強(qiáng)的。
A
B
C
波谷
波峰
E
F
G
（振動(dòng)情況相同）波形圖中或是波形平移后的圖中：
波峰（谷）與波峰（谷）相遇——振動(dòng)加強(qiáng)
波峰與波谷相遇——振動(dòng)減弱
問(wèn)題2．介質(zhì)中哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的？哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱的？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
問(wèn)題3．介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是哪個(gè)運(yùn)動(dòng)特征加強(qiáng)了？
振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是哪個(gè)運(yùn)動(dòng)特征減弱了？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
振動(dòng)加強(qiáng)：A=A1+A2
振動(dòng)減弱：A=|A1-A2|
問(wèn)題4．介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)和減弱點(diǎn)的位置到波源的距離有什么特征？
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
設(shè)此時(shí)S1、S2均處在波峰的位置，M點(diǎn)分別到S1、S2的距離為多少？
MS1=5λ，MS2=3λ，MS1-MS2=2λ
（振動(dòng)情況完全相同）波程差
Δx=2n（n=0、1、2、3……）加強(qiáng)
Δx=（2n+1）（n=0、1、2、3……）減弱
問(wèn)題5．是不是任意兩列波相遇都能形成這樣穩(wěn)定的圖樣？
要形成這穩(wěn)定的圖樣，兩列波需要滿足怎樣的條件
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
如果兩列波的頻率不同，在相互疊加時(shí)，波中相遇區(qū)域的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅會(huì)隨時(shí)間變化，不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)總是加強(qiáng)與總是減弱的區(qū)域。
穩(wěn)定圖樣的條件：頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波
（振動(dòng)情況完全相同的兩列波）
如果兩個(gè)波源的相位差隨時(shí)間變化，相遇區(qū)域各質(zhì)點(diǎn)的相位差也會(huì)隨時(shí)間變化，不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)總是加強(qiáng)與總是減弱的區(qū)域。
波的干涉：
頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波（振動(dòng)情況完全相同的兩列波）疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱，這種現(xiàn)象叫做波的干涉。
學(xué)習(xí)任務(wù)二：波的干涉
干涉的條件：頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同
干涉圖樣：形成這種穩(wěn)定圖樣
請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)今天所學(xué)的內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)主動(dòng)降噪的裝置。
學(xué)以致用：
同學(xué)們?cè)僖?jiàn)！

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