2018-2019版高中物理 第二章 机械波 5 波的干涉、衍射 6 多普勒效应学案 教科版选修3-4

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1、5　波的干涉、衍射6　多普勒效应[学习目标]　1.知道波的叠加原理，知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象.2.知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件.3.知道波的衍射现象，理解波发生明显衍射现象的条件.4.了解多普勒效应，能运用多普勒效应解释一些物理现象.一、波的叠加原理1.波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和.2.理解(1)如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，则振动加强(填“加强”或“减弱”)，合振幅将增大(填“增大”“不变”或“减小”).(2)如

2、果质点处于波峰与波谷相遇处，则振动减弱(填“加强”或“减弱”)，合振幅减小(填“增大”“不变”或“减小”).二、波的干涉现象1.波的干涉：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位置保持不变.这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉.2.产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同.3.波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加.一切波只要满足一定条件都能发生干涉现象.三、波的衍射现象1.波的衍射波能够绕到障碍物的后面传播的现象.2.波发生明显衍射现象的条件当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时，就能看到明显的

3、衍射现象.3.波的衍射的普遍性一切波都可发生衍射现象.四、多普勒效应及其应用1.定义：当观测者和波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同.2.成因(1)波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同.(2)当观测者与波源两者相互靠近时，观测者在单位时间内接收到的完整波的数目增多，接收到的频率将大于波源振动的频率.(3)当观测者与波源两者相互远离时，观测者在单位时间内接收到的完整波的数目减少，接收到的频率将小于波源振动的频率.3.应用(1)测量心脏血流速度；(2)测定人造卫星位置的

4、变化；(3)测定流体的流速；(4)检查车速；(5)判断遥远的天体相对于地球的运动速度.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象.(　×　)(2)敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象.(　√　)(3)只有频率相同的两列波才可以叠加.(　×　)(4)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应.(　×　)2.两个频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，产生的波在同一介质中传播时，某时刻t形成如图1所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实线表示波峰，虚线表示波谷)，在图中标有A

5、、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________.图1答案　A、B　C解析　由题图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点.一、波的叠加[导学探究]　(1)两个同学分别抓住绳子的两端，各自抖动一下，绳上产生两列凸起且相向传播的波，两列波相遇后是否还保持原来的运动状态继续传播？(2)当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同？这种声音是否受到了其他乐器的影响？答案　(1)两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播，并没有受到另一列波的影响.(2)相同

6、，没有受到其他乐器的影响.[知识深化]　对波的叠加的理解(1)波的独立传播特性：几列波相遇时各自的波长、频率等运动特征，不受其他波的影响.(2)波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，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.例1　(多选)如图2所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，且f1

7、，P点的位移最大可达A1＋A2C.b的波峰到达P点时，a的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧答案　CD解析　因两列波波速相等，故两列波能同时到达P点，A错误；因f1λ2，故当两列波同时到达P点时，a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应相遇在P点左侧，此位置对应的位移为A1＋A2，位移最大，综上所述，B错误，