高考一轮复习学案：波的反射折射干涉衍射及多普勒效应.doc

第4课时波的反射、折射、干涉、衍射及多普勒效应基础知识归纳1.波的特征：干涉与衍射(1)波的叠加原理：当两列机械波在某区域相遇时，都会引起该区域质点振动，它们同时传播到某点时，该点振动的位移是两列波各自引起该质点振动位移的矢量和.(2)波的独立传播原理：几列波在相遇区域叠加后分开，就像从来没有相遇过一样，各自独立传播.(3)波的衍射：当波传播过程中遇到障碍物时，它将绕过障碍物，传播到障碍物的后面去.发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小.(4)波的干涉：当两列波频率相等，波源振动的相位差保持恒定，那么就会出现干涉现象振动加强与减弱的区域相互间隔，且加强区域永远加强，减弱区域永远减弱.2.多普勒效应当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感觉到波的频率与两者相对静止时不同.设波源的振动频率为f0，则当两者相对远离时，观察者感觉到频率减小，当两者相对靠近时，观察者感觉到频率增大.这是高速公路上用超声波测量汽车车速的原理，也是天文学上测量星体运动速度的主要方法.3.声波人的可闻声波频率在20 Hz到20 000 Hz之间，频率高于20 000 Hz的声波叫超声波，频率低于20 Hz的声波叫次声波.4.波的反射和折射(1)惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的包络面就是新的波面.如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而可确定波的前进方向.(2)波的反射：指波遇到介质界面会返回来继续传播的现象.反射现象：反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波相同.(3)波的折射：波从一种介质射入另一种介质时，波的波速通常会发生改变的现象.折射现象：发生折射时波的频率不变，波长、波速改变；入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第一种介质中的波速与第二种介质中的波速之比，即.折射的两种情况：若v1v2，则12，即波从波速大的介质进入波速小的介质时，波线向法线偏近.若v1 v2，则1nv，n为大于2的自然数).试确定水平面上振动加强点的位置关系.【错解】以其中的一个振源作为坐标原点，以指向另一个振源的有向射线作为x轴，建立直角坐标系如图.设水平面上点P(x，y)，因为S2的坐标为(r,0)，我们得到P到两个振源的距离差为r|两列波的波长都是，只有到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍时，振动是加强的，所以有rkkv/f，(kN)，即|kv/f，(kN)满足上述方程的点的集合就是水平面上振动加强的点.这是双曲线，因为到两点的距离差等于定长的点的轨迹就是双曲线.【错因】没有理解振动加强的点必须是两列波到达该点时，引起该点的振动相位是相同的.当两波源同时振动，且振动方向相同的时候，介质中的点到它们的距离之差为波长的整数倍时，振动加强；若两列波的波源同时振动的方向相反时，振动加强的点到两波源的距离差等于半波长的奇数倍时，振动减弱.【正解】因为两个波源的初相相差，所以振动加强的点是水平面上到两个波源的距离差等于半波长的奇数倍的点，于是可以得到|(2k1)