波的叠加

第六节波的干涉

教学目标：

（一）知识与技能

1、知道波的叠加原理。

2、知道什么是波的干涉现象和干涉图样。

3、知道干涉现象也是波所特有的现象。

（二）过程与方法

理解波的干涉是波特有的现象。

（三）情感、态度与价值观

了解波的干涉在生活中的应用，感受物理与生活之间的紧密联系。

教学重点：

波的干涉现象及其产生条件。

教学难点：

波的叠加原理。

教学方法:

实验演示和多媒体辅助教学。

教学用具：

长绳、发波水槽（电动双振子）、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、CAI课

件

教学过程：

（一）引入新课

教师：前面研究的波的衍射现象，是从波源发出的一列波的传播特性。在实

际情况中，常可看到几列波同时在介质中传播。那么，两列或几列波在介质中相

遇时，将会发生什么现象呢？

（二）新课教学

1、波的叠加

教师：我们有这样的生活经验：将两块石子投到水面上的两个不同地方，会

激起两列圆形水波。它们相遇时会互相穿过，各自保持圆形波继续前进，与一列

水波单独传播时的情形完全一样，这两列水波互不干扰。

观察其他波动现象，同样可以发现在同一介质中传播的几列波相遇时，每一

列波都能保持自身的频率、波长、振动方向和传播方向不发生变化，这叫做波的

独立传播原理。

两个或几个运动着的物体相遇时，发生碰撞，结果它们原来的运动状态一定

会发生改变。只有波相遇时会互相穿过，相遇后跟没有遇到其他波一样，能保持

本身特性继续传播。

两列波相遇时是怎样互相穿过的呢？我们可以仔细观察下述实验。

【演示】在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，分别产生两个凸起状态

1和2在绳上相向传播。

观察现象：两列波彼此穿过，继续传播。波形和传播情况跟相遇前一样。

［课件演示：波的干涉，演示波的叠加场景。］

对现象的解释：在介质中选一点P为研究对象，在某一时刻，当波源1的振

动传播到P点时，若恰好是波峰，则引起P点向上振动；同时，波源2的振动也

传播到了P点，若恰好也是波峰，则也会引起P点向上振动；这时，P点的振动

就是两个向上的振动的叠加，P点的振动被加强了。（当然，在某一时刻，当波

源1的振动传播到P点时，若恰好是波谷，则引起P点向下振动；同时，波源2

的振动传播到了P点时，若恰好也是波谷，则也会引起P点向下振动；这时，P

点的振动就是两个向下的振动的叠加，P点的振动还是被加强了。）用以上的分

析，说明什么是振动被加强。

波源1经过半周期后，传播到P点的振动变为波谷，就会使P点的振动向下，

但此时波源2传过来的振动不一定是波谷（因为两波源的周期可能不同），所以，

此时P点的振动可能被减弱，也可能是被加强的。（让学生来说明原因）

提问：如果希望P点的振动总能被加强，应有什么条件?

提问：如果在介质中有另一质点Q，希望Q点的振动总能被减弱，应有什么

条件?

学生思考并回答：波源1和波源2的周期应相同。

教师总结：两列波相遇时，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与两列

波引起的振动，质点的位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和。

结论：在两列波重叠的区域里，任一时刻某一质点的位移，等于这两列波单

独传播到该点时引起的位移的矢量和，这叫做波的叠加原理。这一原理对于一切

波都是适用的。

2、波的干涉

教师：一般地说，振动频率、振动方向都不相同的几列波在介质中叠加时，

情形是很复杂的。我们只讨论一种最简单的但却是最重要的情形，就是两个振动

方向、振动频率都相同的波源所发出的波的叠加。

【演示】在发波水槽实验装置中，振动着的金属薄片AB，使两个小球S

1

、

S

2

同步地上下振动，由于小球S

1

、S

2

与槽中的水面保持接触，构成两个波源，水

面就产生两列振动方向相同、频率也相同的波，这样的两列波相遇时产生的现象

如课本图12.6－2所示。课本图12.6－2所示是从发波水槽上方拍摄的照片，从

照片中可以清晰地看到，在振动着的水面上，出现了振动加强和振动减弱区域相

互间隔分布的情况。

［课件演示：水波的干涉，观察实物图和立体图。］

为什么会产生这种现象呢？我们可以用波的叠加原理来解释。

课本图12.6－3所示的是产生上述现象

的示意图。S

1

和S

2

表示两列波的波源，它们所

产生的波分别用两组同心圆表示，实线圆弧表

示波峰中央，虚线圆弧表示波谷中央。某一时

刻，如果介质中某点正处在这两列波的波峰中

央相遇处（课本图12.6－3所示中的M点），

则该点（M点）的位移是正向最大值，等于两

列波的振幅之和。经过半个周期，两列波各前进了半个波长的距离，M点就处在

这两列波的波谷中央相遇处，该点（M点）的位移就是负向最大值。再经过半个

周期，M点又处在两列波的波峰中央相遇处。这样，M点的振幅就等于两列波的

振幅之和，所以M点的振动总是最强的。这些振动最强的点都分布在课本图12.6

－3中画出的粗实线上。某一时刻，介质中另一点如果正处在一列波的波峰中央

和另一列波的波谷中央相遇处（课本图12.6－3中的N点），该点位移等于两列

波的振幅之差。经过半个周期，该点就处在一列波的波谷中央和另一列波的波峰

中央相遇处，再经过半个周期，该点又处在一列波的波峰中央和另一列波的波谷

中央相遇处。这样，该点振动的振幅就等于两列波的振幅之差，所以该点的振动

总是最弱的。如果两列波的振幅相等，这一点的振幅就等于零。这就是为什么在

某些区域水面呈现平静的原因。这些振动最弱的点都分布在课本图12.6－3中画

出的粗虚线上。可以看出，振动最强的区域和振动最弱的区域是相互间隔开的。

［课件演示：水波的干涉，观察示意图。］

总结：频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的

振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干

涉（inerference）。形成的图样叫做干涉图样。

只有两个频率相同的波源发出的波，叠加时才会获得稳定的干涉图样，这样

的波源叫做相干波源，它们发出的波叫做相干波。

不仅水波，一切波都能发生干涉，干涉现象是一切波都具有的重要特征之一。

【演示】敲击音叉使其发声，然后转动音叉。引导学生观察现象。

现象：可以听到声音忽强忽弱。

解释：这是声波的干涉现象。音叉的两股振动频率相同，这样，两列频率相

同的声波在空气中传播，有的区域振动加强，有的区域振动减弱，于是听到声音

忽强忽弱的现象。

（三）课堂小结

本节课我们学习了波的叠加和波的干涉。

两列波相遇时，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与两列波引起的振

动，质点的位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和。

频率相同的波，叠加时形成某些区域的振动始终加强，另一些区域的振动始

终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉。形

成的图样叫做干涉图样。

一切波都能发生干涉，干涉是波的特有现象。一切波都能发生衍射，波发生

衍射不需要条件，但发生明显的衍射则需要条件。

（四）布置作业

完成“问题与练习”中的题目。

高中物理考试答题技巧及注意事项

在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不

如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和

小编一起来看看吧！

高中物理考试答题技巧

选择题的答题技巧

解答选择题时，要注意以下几个问题：

（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。

（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正

确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度

及偏下的同学尤为重要。

切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简

单的地方，轻敌栽坑！

实验题的做题技巧

（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。

填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；

作图题：

①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。

②对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑

动触头位置都应考虑周全。

③对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注

意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种

作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。

切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。

切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点

后保留几位、坐标原点等）。

（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、

步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考

得比较细，要在细、实、全上下足功夫。

（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，

应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安

全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的

误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现

大量程测量小数值的情况。

计算题的答题技巧

（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题

是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的

关键词和数据，如静止、匀速、最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复

杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙

一场。

（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎

样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态

或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的

或贴近的物理规律，建立主体关系式。

（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过

程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对

完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的

结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。

（4）答题要规范，得分有技巧

①简洁文字说明与方程式相结合

②尽量用常规方法，使用通用符号

③分步列式，不要用综合或连等式

④对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。

高中物理考试注意事项

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1.计算大题绝对不能空着

即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必

须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给

分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物

理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，

谁都不能改变。

2.重视画图

解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图

像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的

答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是

一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老

师们的阅卷制造困难，图一定要画。

见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，

莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。

3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的

物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代

的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更

有利于得分，特别是多选题的最后一道题。

4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间

同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的

最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。

原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执

行的同学还是少数。

小编推荐：高考物理答题技巧

5.看不懂题意的，联系课本考点

物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。

这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理题万

变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学

在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？

6.联系课堂上老师讲过的典型题

和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型

题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都

是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的

解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。