机械波的反射、折射、干涉

1、 机械波的干涉、衍射机械波的干涉、衍射产生干涉的必要条件是：两列波源产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同的频率必须相同 干涉干涉: 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：点的充要条件： 最强：该点到两个波源的路程之差是最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即波长的整数倍，即=n=n 最弱：该点到两个波源的路程之差是最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即半波长的奇数倍，即122n例例1. 1. 如图所示，如图所示，S S1 1、S S2 2是两个相干波源，它们是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示

2、在振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的图中所标的a a、b b、c c、d d 四点，下列说法中正四点，下列说法中正确的有确的有( )( )nA. .该时刻该时刻a a质点振动最弱，质点振动最弱，b b、c c质点振动最强，质点振动最强，d d质点振动既不质点振动既不是最强也不是最弱是最强也不是最弱 cS1S2abdnB. .该时刻该时刻a a质点振动最弱，质点振动最弱，b b、c c、d d质点振动都最强质点振动都最强C.a质点的振动始终是最弱的，质点的振动始终是最弱的， b b、c c、d d质点

3、的振动始质点的振动始终是最强的终是最强的D.再过再过T T/4/4后的时刻后的时刻a a、b b、c c三个质点都将处于各自的三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱平衡位置，因此振动最弱BC波的独立传播原理和叠加原理波的独立传播原理和叠加原理 发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小寸和波长可以相比或比波长小 衍射衍射 独立传播原理：几列波相遇时，能够保持独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。各自的运动状态继续传播，不互相影响。 叠加原理：介质质点的位移、速度、加速叠加原理：介质质点的位移、速度、

4、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。速度、加速度的矢量和。例例2 2. 如图所示两列波相向传播，当它如图所示两列波相向传播，当它们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁们相遇时在图所示的甲、乙、丙、丁中，可能的是中，可能的是 ( )A A图乙、丙图乙、丙 B B图甲、乙图甲、乙C C图乙、丙、丁图乙、丙、丁 D D图甲、乙图甲、乙An例例3 3( (上海高考题上海高考题) )如图所示，两列简谐如图所示，两列简谐波均沿波均沿x x轴传播，传播速度的大小相轴传播，传播速度的大小相 等，等，其中一列沿其中一列沿x x方向传播方向传播( (图中实线

5、所示图中实线所示) )，一列沿负一列沿负x x方向传播方向传播( (图中虚线所示图中虚线所示) )，这，这两列波的频率相同，振动方向均沿两列波的频率相同，振动方向均沿y y轴，轴，则图中则图中x=1x=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8各点各点中振幅最大的是中振幅最大的是x=x= 的点，振幅最的点，振幅最小的是小的是x=x= 的点。的点。4,82,6n例例4 4如右图所示，在同一均如右图所示，在同一均匀介质中，有匀介质中，有S S1 1、S S2 2两个完全两个完全相同的波源相同的波源S S1 1、S S2 2之间相距两之间相距两个波长。点个波长。点B B为为S S1

6、1、S S2 2连线的连线的中点，今以点中点，今以点B B为圆心，为圆心，R=BSR=BS1 1为半径画圆，问在该圆周上，为半径画圆，问在该圆周上，除除S S1 1、S S2 2两波源外，共有几个两波源外，共有几个振动加强的点振动加强的点? ( )? ( )S1S2B6n例例5 5如图所示，在如图所示，在x x轴上的轴上的P P、Q Q两点位置上有两个频率相同、振两点位置上有两个频率相同、振动方向也相同的相干波源，它们动方向也相同的相干波源，它们激起的机械波长是激起的机械波长是2m2m，P P、Q Q两点两点的横坐标分别是的横坐标分别是xpxp=1m=1m，xQ=6mxQ=6m，那么在那么在y

7、 y轴上从轴上从-+的位置上的位置上会出现振动减弱的区域有多少个会出现振动减弱的区域有多少个? ?5个个n 如图所示，如图所示，S S是波源，是波源，M M、N N是两块挡板，是两块挡板，其中其中M M板固定，板固定，N N板可以左右移动，两板中板可以左右移动，两板中间有一狭缝，此时间有一狭缝，此时A A点没有明显振动，为点没有明显振动，为了使了使A A点能发生明显的振动，可采取的方点能发生明显的振动，可采取的方法是法是 ( )( ) A A增大波源振动频率增大波源振动频率 C C将将N N板向右平移一些板向右平移一些 D D将将N N板向左平移一些板向左平移一些 B B减小波源振动频率减小波

8、源振动频率MNASBD声波声波n1声波是纵波。声波是纵波。n2空气中的声速可认为是空气中的声速可认为是340m/s340m/s，水中的，水中的声速是声速是1450m/s1450m/s，铁中的声速是，铁中的声速是4900m/s4900m/s。n3 3人耳可以听到的声波的频率范围是人耳可以听到的声波的频率范围是20Hz-20000Hz4 4人耳只能区分开相差人耳只能区分开相差0.1s0.1s以上的两个以上的两个声音。声音。例例6 6一个人在桥头用锤子敲打一下钢轨的一端，另一个人在一个人在桥头用锤子敲打一下钢轨的一端，另一个人在桥头的另一端先后听到两个声音，若这两个声音时间间隔为桥头的另一端先后听到

9、两个声音，若这两个声音时间间隔为2s2s，求：，求： (1)(1)这两个声音的频率之比和波长之比这两个声音的频率之比和波长之比。 (2)(2)钢轨的长度。钢轨的长度。( (已知声音在空气中传播速度为已知声音在空气中传播速度为340m340ms s，在钢轨中传，在钢轨中传播速度为播速度为5000m5000ms)s)1:1; 250:17; 729.6m1:1; 250:17; 729.6mn (1)如果警钟不动，某人乘坐速度如果警钟不动，某人乘坐速度=20m=20ms s的的汽车向警钟接近，能听到几响汽车向警钟接近，能听到几响? ? v正在报警的警钟，每隔正在报警的警钟，每隔0.5s0.5s响一

10、声，声波在响一声，声波在空气中的速度空气中的速度v=340m/s,v=340m/s,问问t=5mint=5min内内 (2)(2)如果人和警钟都以如果人和警钟都以20m20ms s的速度相互接近，的速度相互接近，能听到几响能听到几响? ? 故故5min5min内人能听到的声响次数内人能听到的声响次数n(1)0.5s(1)0.5s内，声波传播内，声波传播s=340s=3400.5m=170m;0.5m=170m;人乘车人乘车接近声波时波相对人的速度为接近声波时波相对人的速度为v+vv+v0 0=360m/s,=360m/s,因此因此人耳听到相邻两响的时间间隔为人耳听到相邻两响的时间间隔为st360170 （2) 2) 人和车都以人和车都以20m/s20m/s的速度互相接近时，两的速度互相接近时，两次声响波列间距次声响波列间距次635360/170560ttnmmvvs1