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时间:2018-04-25
《2017沪科版高中物理选修(3-4)2.4-2.5《波的干涉与衍射 多普勒效应》word学案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.4-2.5波的干涉与衍射 多普勒效应[学习目标定位] 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,掌握振动加强点、减弱点的振动情况.3.知道什么是波的衍射现象,知道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.1.振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离.2.波峰和波谷:在横波中,凸起部分的最高处叫做波峰,凹下部分的最低处叫做波谷.3.波的叠加原理在几列波传播的重叠区域里,质点要同时参与由几列波引起的振动,质点的位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动
2、位移的矢量和.4.波的干涉现象(1)定义:振动频率相同、步调一致的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开,始终稳定,这种现象叫做波的干涉.(2)条件:两列波的频率相同、步调一致.5.波的衍射现象(1)定义:波可以绕过障碍物继续传播的现象,叫做波的衍射.(2)波发生明显衍射现象的条件:当缝的宽度或障碍物的大小与波长相差不多或比波长小时,就能发生明显的衍射现象.6.由于波源跟观察者之间有相对运动,使观察者感受到波的频率发生了变化的现象,叫做多普勒效应.一、波的叠加[问题设计]你知道“风声、雨声、读书声、声声入耳”
3、体现了波的什么性质?答案 声波在相互交错、叠加之后互不影响,仍能保持原来的性质向前传播,这种现象体现了波的传播具有独立性.[要点提炼]1.波的独立性:大量事实证明,几列波相遇时能保持各自的特性(频率、波长、振动方向等)继续传播,互不影响.这就是波的独立性.2.波的叠加原理:几列波相遇时在相遇区域内,任一质点的位移是各列波单独存在时在该点引起的位移的矢量和.这就是波的叠加原理.例1 如图1所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是下列选项中的( )图1解析 该题考查波的叠加原理.半个波形(或前半个波形)相遇时,B正确.当两列波完
4、全相遇时(即重叠在一起),由波的叠加原理可知,所有质点振动的位移均等于每列波单独传播时引起的位移的矢量和,使得所有质点的振动的位移加倍,C正确.答案 BC二、波的干涉[问题设计]1.如图2所示,操场上两根电线杆上各有一只扬声器,接在同一扩音机上,一位同学沿着MN方向走来,他听到的声音会有什么变化?为什么?图2答案 声音忽强忽弱,因为声波发生了干涉现象.2.如图3所示,水波干涉实验装置上,作为波源的两个小球为什么固定在同一振动发生器上?图3答案 为了获得两个振动频率和振动步调相同的波源.3.如图4所示为水波干涉图样,你发现有什么显著特点?图4答案 存在着一条条从两波源
5、中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域,而且两区域间隔出现.[要点提炼]1.干涉条件:只要是振动频率相同、步调一致(相差恒定)的两列波叠加就会产生干涉现象.2.干涉图样的特征(1)加强区和减弱区的位置固定不变.(2)加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).(3)加强区与减弱区互相间隔.例2 图5表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的是( )图5A.a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱B.e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C.经适当的时间后,加强点和减
6、弱点的位置互换D.经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰解析 题图中波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠加的情况,形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着,其位移的大小和方向都在不停地变化着.但要注意,对稳定的干涉,振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的.a点是波谷和波谷相遇的点,c是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,A正确.e位于加强点的连线上,仍为加强点,f位于减弱点的连线上,仍为减弱点,B错误.相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,C错误.因形成干涉图样的
7、介质质点不停地做周期性振动,经半个周期步调相反,D正确.答案 AD三、波的衍射[问题设计]大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象,你能说出是什么原因吗?答案 声波在传播过程中遇到障碍物时,可以绕过障碍物,不沿直线传播;而光沿直线传播,不能绕过障碍物.这样就发生了“闻其声不见其人”的现象.[要点提炼]1.产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小.2.理解(1)衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.(2)波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,不会出现“不发生衍射现象”的说法.(3)波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是
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