4波的干涉衍射和多普勒效应

4波的干涉衍射和多普勒效应、考点聚焦1、波的叠加，波的干涉、衍射现象 I2、声波、超声波及其应用 I3、多普勒效应二、知识扫描1、 波的衍射现象：波绕过障碍物连续传播的现象叫做波的衍射。发生明显衍射的条件是，孔、缝、障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多。一切波都能发生衍射，衍射是拨特有的现象。2、 波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动状态连续传播；在他们重叠的区域内，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时分不引起的位移的矢量和。3、 波的干涉：两列相干波叠加，使得某些区域振动加强，某些区域振动减弱，同时振动加强区域和振动减弱区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做波干涉图样。产生干涉的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。一切波都可能发生干涉，干涉是波特有的现象。4、 多普勒效应：由于波源和观看者之间有相对运动，使观看者感到波的频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。观看者接收到的频率等于波源的频率。观看者接收到的频率大于波源的频率。观看者接收到的频率小于波源的频率。当波源和观看者相对静止时，观看者接收到的频率等于波源的频率。观看者接收到的频率大于波源的频率。观看者接收到的频率小于波源的频率。当波源和观看者相对靠近时，当波源和观看者相对远离时，一切波都能发生多普勒效应。为吟和七。波在介质中的传播速度为f=^^^^^f-v一v三、好题精析例1两列相干波的振幅分不为A1和A为吟和七。波在介质中的传播速度为f=^^^^^f-v一v三、好题精析例1两列相干波的振幅分不为A1和A2,〔A、B、C、D、某时刻介质中质点p的位移大小为a1+a2,那么〕质点的振幅一直为a1+a2质点的振幅再过半个周期为Ia1-a2质点的位移大小一直为a1+a2质点的位移大小再过半个周期为a1+a2〖解析〗相干波的叠加是稳固的，因此A选项正确，B选项错误；此刻，P正在波峰，半个周期后P点将运动到波谷，因此D选项正确，C选项错误；〖点评〗振动的位移是随时刻变化的，而振动的振幅是不变的〔无阻尼振动中〕。,31例2如下图7-4-1，S1和S2是湖面上两个完全相同的水波的波源，MN是足够长的湖岸，水波的波长为2m，S1与S2的TOC\o"1-5"\h\z连线与湖岸垂直，且S1S2=5m，那么岸边始终安静的地点共 I有〔〕 * A、1处B、3处C、5处 D、许多处M 口〖解析〗岸边到两个波源距离差〔波程差〕为半波长的奇数 图7-4-1倍的地点是始终安静的〔振动减弱区〕。O点的波程差最大，为5m，其左右各有波程差为3m、1m的安静地点，因此始终安静处一共5处，因此选C.〖点评〗要求把握干涉区振动加强和振动减弱条件。 O例3图7-4-2是观看水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情形，每两条相邻波浪〔图中曲线〕间的距离表示一个波长，那么

波通过孔之后的传播情形，以下讲法中正确的选项是〔〕A、 现在能明显观看到波的衍射现象B、 挡板前后波浪间距离相等C、 假如将孔AB扩大，有可能观看不到明显的衍射现象D、 假如孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观看到衍射现象〖解析〗现在孔的尺寸与波长相近，能观看到明显的衍射现象，因此A选项正确；衍射不改变波速和频率，因此B选项正确；孔扩大后，将逐步偏离发生明显衍射的条件，因此C选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，更加符合明显衍射条件，因此D选项错误。因此选ABC.〖点评〗发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多。TOC\o"1-5"\h\z例4如下图7-4-3，向左匀 "口速运动的小车发出频率为f v 的声波，车左侧a处的人•■•感受到的声波的频率为f1， ft 匚亍 JI车右侧B处的人感受到的 % —声波的频率为f2，那么 囹72—3 B〔 〕A、fi<f农f B、f<f，f>f C、f?f,f>f Df?f，f<f〖解析〗由于波源向A相对靠近，因此九寸；而波源相对B远离，因此f2<f因此D.〖点评〗把握多普勒效应的规律。例5以速度v=20m/s行驶的火车，鸣笛声频率f=275Hz，常温下空气中的声速为V=340m/s.当火车驶来时，站在铁道旁的观看者听到的笛声频率是多少？当火车驶去时，站在铁道旁的观看者听到的笛声频率又是多少？〖解析〗火车驶来时，观看者感受到的声波波长为入］入］=VT-vT=(V-v)

f因此，观看者感受到的声波频率为V. 340f=—= f=…“x275Hz=292HzJ1人 V-v 340-201火车驶去时，观看者感受到的声波波长为(V+v)入尸VT+vT=—-—f因此，观看者感受到的声波频率为VV340f=——= f二…“x275Hz=260Hz灼人V+v340+202〖点评〗解多普勒效应咨询题，关键是建立运动模型，即由于波源的相对运动使相邻波峰间距离被压缩或拉大，导致同意波长的变化，使人听起来觉得频率变了。四、变式迁移1、 关于波的衍射，以下讲法中正确的选项是〔〕A、 衍射现象必须在一定条件下才能发生B、 明显衍射现象必须在一定条件下才能发生C、 衍射是某些波所特有的现象D、 衍射是所有波所特有的现象TOC\o"1-5"\h\z2、如下图7-4-4,一个波源在绳的左端发出半个 a波a，频率为f「振幅为41，另一个波源在绳的右 ► b端发出半个波b，频率为f2,振幅为42，P为两波厂、 V 前锋间的中点，那么以下讲法中错误的选项是 \〔 〕A、 两列波相遇时，P点的振幅可达A1+A2B、 两列波同时到达P点C、 两列波相遇时，各自保持原先的波形独自传播D、 两列波相遇后，绳上波峰位移可达A1+A2的点只有1个，此点在P点的左侧五、能力突破1、 两列频率相同的声波在空气中相遇发生干涉时〔〕A、 振动加强质点的位移总是最大B、 在某一时刻，振动加强质点的位移可能小于振动减弱质点的位移C、 振动加强质点的位移随时刻不断变化D、 振动减弱质点的振幅一定小于振动加强质点的振幅2、 关于次声波和超声波，以下讲法中正确的选项是〔〕A、 频率低于20Hz的声波为次声波，频率高于20000Hz的声波为超声波B、 次声波波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长C、 次声波频率太低，即使是高强度次声波对人体也没有损害D、 在同一平均介质中，在相同的外部环境下，次声波、可闻波、超声波的波速相同3、以下现象中属于声波的衍射现象的有〔〕A、雨天雷声轰鸣8、山谷中听到回声C、 隔着墙壁听到不人讲话声D、 在室外演讲更费劲4、 两列横波满足相干条件，那么〔〕A、 波峰与波峰相遇处振动加强B、 波谷与波谷相遇处振动减弱C、 波峰与波谷相遇处振动加强D、 波谷与波峰相遇处振动减弱5、 两个相同的固定声源，发出波长相等的声波相叠加，假如某时刻，叠加区域中的P点是两列波的波谷相遇，那么，在以后的时刻里，P点的振动情形是〔〕A、 有时加强，有时减弱B、 通过半个周期的奇数倍时加强C、 始终加强D、 始终减弱6、 关于波长为300m的声波，以下讲法中正确的选项是〔〕A、 在同一介质中，比波长为20m的声波传播的慢B、 不能被听见C、 波长太短，不能发生明显衍射D、 波长太长不能被反射7、 当人听到声音频率越来越低时，可能是因为〔〕A、 声源和人差不多上静止的，然而声源振动频率越来越低B、 人静止，声源远离人做匀速直线运动，且声源的频率不变C、 人静止，声源远离人做匀加速直线运动，且声源的频率不变D、 声源静止，人远离声源做匀加速直线运动，且声源的频率不变8、 如下图7-4-5，相干波源S]、S2反向振动时，产生TOC\o"1-5"\h\z波长为1m的相干波，图中虚线为两波源连线的中垂 A• ,线。A、B是叠加区域中两点，S]A=12m，S2A=14m， ；S]B=12.5m，S2B=11m，那么A、B点是振动加强的依 ,-旧振动减弱的？ :B图7-4-59、蝙蝠每秒钟发出50次超声波，每次发出100个频率为105Hz的完全波，在空气中形成一系列不连续的波列。空气中声速为340m/s，求：⑴每个波列的长度以及两个波列间隔的距离？⑵假设这列波进入水中，声波在水中的速度为1450m/s，那么波列的长度以及两个波列间隔的距离又是多少？10、两列横波在x轴上沿相反方向传播，如下图7-