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

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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