高中物理 第十二章 机械波（第5课时）多普勒效应 惠更斯原理课件 新人教版选修34.ppt

第5课时多普勒效应惠更斯原理 研究学考 把握考情 知识点一多普勒效应 基础梳理 1 定义波源与观察者互相靠近或者互相远离时 接收到的都会发生变化 这种现象叫做多普勒效应 波的频率 2 成因 1 波源与观察者相对静止时 1s内通过观察者的波峰 或密部 的数目是的 观察到的频率波源振动的频率 2 当波源与观察者相向运动时 1s内通过观察者的波峰 或密部 的数目 观察到的频率 反之 当波源与观察者互相远离时 观察到的频率 3 应用 1 测车辆速度 2 测星球速度 3 测血流速度 一定 等于 增加 增大 变小 要点精讲 1 多普勒效应是波共有的特征 不仅机械波 光波和电磁波也都会发生多普勒效应 2 发生多普勒效应时 波源发出的频率不变 变化的是观察者接收到的频率 3 当声源与观察者相互接近时 f观察者变大 音调变高 如图1甲中波源s不动 观察者由a向b运动和图乙中观察者a不动 波源由s1向s2运动 当声源与观察者相互远离时 f观察者变小 音调变低 如图甲中波源s不动 观察者由a向c运动 图1 例1 下面说法中正确的是 a 发生多普勒效应时 波源的频率变化了b 发生多普勒效应时 观察者接收到的频率发生了变化c 多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的d 多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应 故选项c正确 发生多普勒效应时 观察者接收到的频率发生了变化 而波源的频率并没有改变 故选项a错误 b正确 此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的 故选项d正确 答案bcd 知识点二惠更斯原理 基础梳理 1 波面和波线 1 波面 在波的传播过程中 任一时刻都相同的介质质点所组成的面 波面为球面的波叫球面波 波面是平面的波叫平面波 如图2所示 图2 2 波线 与波面垂直的那些线代表了波的传播方向 叫做波线 振动状态 2 惠更斯原理 1 内容 介质中任一波面上的各点 都可以看作发射子波的 其后任意时刻 这些子波在波前进方向的就是新的波面 2 应用 如果知道某时刻一列波的某个的位置 还知道波速 利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个的位置 从而确定波的传播方向 波源 包络面 波面 波面 要点精讲 1 对惠更斯原理的理解 1 惠更斯原理中 同一波面上的各点都可以看做子波的波源 波源的频率与子波波源的频率相等 2 波线的指向表示波的传播方向 3 在各向同性均匀介质中 波线恒与波面垂直 4 球面波的波线是沿半径方向的直线 平面波的波线是垂直于波面的平行直线 5 利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播 波的衍射 干涉和折射现象 但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系 2 对波的反射与折射的理解 1 波的反射 反射波的波长 波速 频率跟入射波的相同 2 波的折射 在波的折射中 波的频率不变 波速和波长发生改变 3 波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同的介质中的传播速度不同 例2 关于对惠更斯原理的理解 下列说法正确的是 a 同一波面上的各质点振动情况完全相同b 同一波面上的各质点振动情况可能不相同c 球面波的波面是以波源为中心的一个个球面d 无论怎样的波 波线始终和波面垂直解析按照惠更斯原理 波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面 故a正确 b错 由波面和波线的概念 不难判定c d正确 答案acd 例3 下列说法正确的是 a 波发生反射时 波的频率不变 波速变小 波长变短b 波发生反射时 波的频率 波长 波速均不变c 波发生折射时 波的频率的不变 但波长 波速发生变化d 波发生折射时 波的频率 波长 波速均发生变化解析波发生反射时 波在同一种介质中传播 频率 波长和波速均不变 选项a错误 b正确 波发生折射时 是从一种介质传播到另一种介质 波速发生变化 波的频率由波源决定 所以波的频率不变 由公式v f可知 波长发生变化 选项c正确 d错误 答案bc 1 关于多普勒效应 下列说法中正确的是 a 波源发出频率稳定 且保持静止 观察者靠近波源 接收频率高于实际发出频率b 只要观察者在运动 就一定能观察到接收频率与发出频率的不同c 火车边鸣笛边减速进站 站台上静止的旅客听到的声音频率低于火车发出的频率d 纵波不能发生多普勒效应答案a 2 根据多普勒效应 下列说法正确的是 a 当波源与观察者有相对运动时 观察者接收到的频率一定发生变化b 当波源与观察者同向运动时 观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低c 当波源与观察者相向运动时 观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高d 当波源与观察者反向运动时 观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低 解析当波源与观察者的相对距离减小时 观察者单位时间内接收到的完整波的个数增多 即观察者接收到的频率比波源发出的频率高 当二者的相对距离增大时 观察者单位时间内接收到的完整波的个数减少 即观察者接收到的频率比波源发出的频率低 当波源与观察者有相对运动 但距离不变时 如圆周运动 则不会出现多普勒效应 选项a错误 当波源与观察者同向运动时 二者的距离可能增大 也可能减小 也可能不变 选项b错误 当波源与观察者相向运动时 二者的相对距离减小 故选项c正确 当波源与观察者反向运动时 二者的相对距离增大 选项d正确 答案cd 3 下列关于惠更斯原理的说法正确的是 a 惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象b 惠更斯原理能够解释波的衍射现象c 介质中任何一个波面的各点 都可以看成发射子波的波源d 惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系解析惠更斯原理解释了波的传播相关的问题 所以能够解释波的反射现象和折射现象 故a正确 同样对波的衍射现象 惠更斯原理也可以解释 但不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系 故b c正确 d错误 答案abc 4 如图3所示 1 2 3分别代表入射波 反射波 折射波的波线 则 图3a 2与1的波长