高考物理波的干涉和衍射复习.ppt

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1、第三节波的干涉和衍射多普勒效应基础知识梳理一、波的叠加1．波的独立传播原理两列波相遇前、相遇过程中和相遇后，各自的传播特性不发生任何变化，即各列波之间不相互干扰．基础知识梳理2．波的叠加原理在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起的位移的，相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里互不干扰，具有(即保持原有波速、频率、波长、振动方向不变)．矢量和独立性基础知识梳理3．波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：性质相同且相同的两列波相遇．(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是

2、加强，某些区域振动总是减弱，且加强和减弱区域互相．间隔频率基础知识梳理二、波的衍射1．发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长或．2．关于衍射的两点说明(1)衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显．(2)衍射和干涉都是波的特有现象，一切波都能发生．干涉和衍射与波长差不多小基础知识梳理三、声波1．声波是纵波．2．声波的分类(1)可闻声波：频率范围在的声波．20～20000Hz基础知识梳理(2)超声波：频率高于Hz的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断．(3)次声波：频率低于Hz的声波．3．人耳能够把

3、回声与原声区别开来的最小时间间隔为.20000200.1s基础知识梳理四、多普勒效应1．定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到发生变化的现象．2．实质：波源的真实频率不发生变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．3．说明：机械波、电磁波都能发生多普勒效应．频率课堂互动讲练一、对波的干涉现象的理解1．频率不同的两列波可以叠加但不能形成稳定的干涉图象．2．加强区和减弱区都是两列波引起的位移的矢量和，该处质点的位移的矢量和也随着波的传播和时间而发生变化，它们仍围绕着平衡位置振动，且与波源振动周期相同．

4、课堂互动讲练3．加强区振幅最大，等于两列波振幅之和，减弱区振幅最小，等于两振幅之差，且加强区、减弱区的位置是固定的，如两列波振幅相等，则减弱区质点位移为零，而加强区质点的位移随时间周期性变化．课堂互动讲练4．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇处，一定是加强的，用一条平滑的曲线将以上各点连接起来，这条线上的点都是加强的；而波峰与波谷相遇处，一定是减弱的，把以上各点用平滑的曲线连接起来，这条线上的点都是减弱的；加强点和减弱点之间各个质点的振幅介于加强点和减弱点的振幅之间．课堂互动讲练5．加强点和减弱点的判断方法(1

5、)图象法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，这就是干涉图样．课堂互动讲练(2)公式法：当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差Δx＝nλ(n＝0,1,2，…)处是减弱区．课堂互动讲练在波的干涉现象中，振动加强区的振幅最大，位移仍然随时间而变化，振动减弱区某时刻的位移可能比振动加强区的位移大，因此不能认为加强区质点位移大．特别提醒课堂互动讲

6、练如图7－3－1所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2m，即时应用图7－3－1课堂互动讲练波速为1m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则()A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cmB．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动C．F点到两波源的路程差为零D．经0.1s，A点的位移为零课堂互动讲练解析：选BD.图示时刻点A、B、D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A＝4cm，A、D间高度差为零；图示

7、时刻点C在水面，根据上下坡法，点C由水面向上运动；图示时刻E、F振动减弱，位移为零，到两波源的路程差为半波长的奇数倍；波长为0.4m，周期为0.4s，经过时间Δt＝0.1s＝0.25T时，两列波的平衡位置传到A点，则位移为零．课堂互动讲练二、多普勒效应的分析1．接收频率的实质：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过接收者时，课堂互动讲练2．观察者频率的计算设波在介质中的传播速度为v0，观察者相对介质的速度为v，波源相对介质的速度为u，波源的频率为f0，观察者接收到的频

8、率为f.课堂互动讲练(2)波源固定，观察者以速度v向着波源或背离波源运动时，波相对观察者的速度为课堂互动讲练当波源以速率v匀速靠近静止的观察者时，观察者“感觉”到的频率变大了，但不是“越来越大”了，同样当波源以速率v匀速远离静止的观察者时，观察者“感觉”到的频率变小了，但也不是“越来越小”．特别提醒课堂互动讲练2.站在火车站台上的旅客听到路过火车鸣笛声的音调(注：音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低)变