波的干涉衍射和多普勒效应

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1、7.4波的干涉、衍射和多普勒效应一、考点聚焦1、波的叠加，波的干涉、衍射现象Ⅰ2、声波、超声波及其应用Ⅰ3、多普勒效应Ⅰ二、知识扫描1、波的衍射现象：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。发生明显衍射的条件是，孔、缝、障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多。一切波都能发生衍射，衍射是拨特有的现象。2、波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播；在他们重叠的区域内，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分别引起的位移的矢量和。3、波的干涉：两列相干波叠加，使得某些区域振动加强，

2、某些区域振动减弱，并且振动加强区域和振动减弱区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做波干涉图样。产生干涉的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。一切波都可能发生干涉，干涉是波特有的现象。4、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到波的频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。当波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率等于波源的频率。当波源和观察者相对靠近时，观察者接收到的频率大于波源的频率。当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率小于波源的频率。一切波都能发生多普勒效应。设波源S振动的频率为f

3、，波源和观察者A孝沿同一直线运动，相对于地面的速度分别为vS和vA。波在介质中的传播速度为vp，且vS

4、；〖点评〗振动的位移是随时间变化的，而振动的振幅是不变的（无阻尼振动中）。例2如图7-4-1所示，S1和S2是湖面上两个完全相同的水波的波源，MN是足够长的湖岸，水波的波长为2m，S1与S2的连线与湖岸垂直，且S1S2=5m，则岸边始终平静的地方共有（）A、1处B、3处C、5处D、无数处〖解析〗岸边到两个波源距离差（波程差）为半波长的奇数倍的地方是始终平静的（振动减弱区）。O点的波程差最大，为5m，其左右各有波程差为3m、1m的平静地点，所以始终平静处一共5处，所以选C.〖点评〗要求掌握干涉区振动加强和振动减弱条件。

5、例3图7-4-2是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（）A、此时能明显观察到波的衍射现象B、挡板前后波纹间距离相等C、如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D、如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象〖解析〗此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以A选项正确；衍射不改变波速和频率，所以B选项正确；孔扩大后，将逐渐

6、偏离发生明显衍射的条件，所以C选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，更加符合明显衍射条件，所以D选项错误。所以选ABC.〖点评〗发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多。例4如图7-4-3所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则（）A、f1fC、f1>f，f2>fD、f1>f，f2

7、勒效应的规律。例5以速度v=20m/s行驶的火车，鸣笛声频率f=275Hz，常温下空气中的声速为V=340m/s.当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率又是多少？〖解析〗火车驶来时，观察者感受到的声波波长为λ1=VT-vT=所以，观察者感受到的声波频率为f1====292Hz火车驶去时，观察者感受到的声波波长为λ2=VT+vT=所以，观察者感受到的声波频率为f2====260Hz〖点评〗解多普勒效应问题，关键是建立运动模型，即由于波源的相对运动使相邻波峰间

8、距离被压缩或拉大，导致接受波长的变化，使人听起来觉得频率变了。四、变式迁移1、关于波的衍射，下列说法中正确的是（）A、衍射现象必须在一定条件下才能发生B、明显衍射现象必须在一定条件下才能发生C、衍射是某些波所特有的现象D、衍射是所有波所特有的现象2、如图7-4-4所示，一个波源在绳的左端发出半个波a，频率为f1,振幅为A1，另一个波源在绳的右端