第三节波的干涉和衍射多普勒效应演示文稿

第三节波的干涉和衍射多普勒效应演示文稿当前1页，总共48页。（优选）第三节波的干涉和衍射多普勒效应当前2页，总共48页。2．波的叠加原理几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里,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引起的位移的矢量和．当前3页，总共48页。3．波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动______、某些区域的振动______，这种现象叫波的干涉．(2)条件：两列波的频率相同．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射．加强减弱当前4页，总共48页。二、波的衍射1．定义：波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射．2．发生明显衍射的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_________或者比波长_____时．相差不多更小当前5页，总共48页。3．关于衍射的两点说明(1)衍射始终存在,只是有的衍射明显，有的衍射不明显．(2)衍射和干涉都是波的特有现象，一切波都能发生___________.干涉和衍射当前6页，总共48页。三、声波、次声波和超声波1．声波:声源的振动在_______的传播.声波是纵波，是机械波的一种．2．声速：声波在空气中的传播速度约为_______.声速与______有关,与_____无关．介质中340m/s介质频率当前7页，总共48页。3．声波的分类(1)可闻声波:频率范围在____________的声波．(2)超声波：频率高于______Hz的声波,可用于工程质量检测及疾病的诊断．(3)次声波：频率低于____Hz的声波．20～20000Hz20000

20当前8页，总共48页。4．人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为_____.四、多普勒效应1．定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到_____发生变化的现象．0.1s频率当前9页，总共48页。2．实质:波源的真实频率不发生变化,只是观察者接收到的频率发生了变化.3．说明：机械波、电磁波都能发生多普勒效应．当前10页，总共48页。要点透析直击高考一、对波的干涉现象的理解1．波的干涉的条件(1)只有频率相同的两列波，才能发生干涉，形成稳定的干涉图样．(2)如果频率不同,两列波也可以叠加,但不能发生干涉现象而形成干涉图样.当前11页，总共48页。2．加强区和减弱区的形成(1)两列波叠加时质点的位移等于两列波单独传播时位移的矢量和，若位移方向总是相同，则振动加强．位移方向总是相反，则振动减弱．当前12页，总共48页。(2)频率相同的波干涉后，加强区振幅最大，等于两列波振幅之和．减弱区振幅最小等于振幅之差，加强区和减弱区的位置是固定的．(3)如果两列波振幅相等，则减弱区的质点位移总是为零．但加强区并不是位移总保持最大，而是以两列波2倍的当前13页，总共48页。振幅振动，也会出现波峰、波谷和位移为零的时刻．3．加强区和减弱区的变化规律(1)波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇处,一定是加强的，用一条平滑的曲线将以上各点连接起来，这条线上的点都是加强的；当前14页，总共48页。4．干涉加强点与减弱点的判断方法(1)条件判断法：振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时,加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，当Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)时为加强点，当Δr＝(n＝0,1,2，…)时为减弱点．当前15页，总共48页。(2)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，则该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．不能认为加强点的位移永远最大，减弱点的位移永远最小．用一条曲线将加强点连接起来，这条曲线上的点都是加强点；把减弱点用当前16页，总共48页。曲线连接起来，曲线上的点都是减弱点．加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间．当前17页，总共48页。即时应用1．图7－3－1当前18页，总共48页。如图7－3－1所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2m，波速为1m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则(

)当前19页，总共48页。A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cmB．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动C．F点到两波源的路程差为零D．经0.1s，A点的位移为零当前20页，总共48页。解析：选BD.图示时刻点A、B、D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A＝4cm，A、D间高度差为零；图示时刻点C在水面,根据上下坡法，点C由水面向上运动;图示时刻E、F振动减弱,位移为零，到两波源的路程差为半波长的奇数倍；波长为0.4m，周期当前21页，总共48页。为0.4s，经过时间Δt＝0.1s＝0.25T，两列波的平衡位置传到A点，则位移为零．当前22页，总共48页。二、多普勒效应的成因分析1．接收频率的实质：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过接收者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝，单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收频率．当前23页，总共48页。2．波源不动：观察者朝向波源以某一速度运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多,接收频率增大了．同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小．当前24页，总共48页。3．观察者不动：波源朝向观察者以某一速度运动，由于波长变短，而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，接收频率亦增大,同理可知，当波源背离观察者运动时，接收频率将减小．当前25页，总共48页。即时应用2．站在火车站台上的旅客听到路过火车鸣笛声的音调(注：音调由频率决定,频率大时音调高，频率小时音调低)变化情况，以下说法正确的是(

)当前26页，总共48页。A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高当前27页，总共48页。解析：选BC.根据多普勒效应,火车进站时,波源向观察者靠近,旅客听到的鸣笛声的音调变高;当火车离站时,旅客听到的鸣笛声的音调变低，故B、C正确当前28页，总共48页。题型探究讲练互动

(2011·高考上海卷)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波波的叠加例1当前29页，总共48页。形如图7－3－2所示．当t＝2.5s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm.图7－3－2当前30页，总共48页。【思路点拨】

两列波叠加后，各质点的位移等于两列波各自产生位移的矢量和．【解析】由图可知，两列波的波长分别为λA＝0.2m，λB＝0.4m，波源的起振方向都沿y轴负方向，当前31页，总共48页。当前32页，总共48页。B波使M点已振动的时间为t－ΔtB＝1.75s＝1TB，引起质点M位移xB＝2.0cm，由波的叠加可知此时质点M的位移x＝xA＋xB＝2.0cm.N点位移可用同样方法判定．【答案】

2

0 当前33页，总共48页。

加强点、减弱点的判断例2图7－3－3当前34页，总共48页。(满分样板6分)(2010·高考课标全国卷)波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2m，如图7－3－3所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s.已知两波源振动的初始相位相同．求：当前35页，总共48页。(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置．当前36页，总共48页。☞解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)设波长为λ，频率为f，波速为v，则λ＝,代入已知数据得λ＝1m．(2分)(2)以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差Δr＝x－(2－x)，0≤x≤2，当前37页，总共48页。其中x、Δr以m为单位．(2分)合振动振幅最小的点的位置满足Δr＝

λ，k为整数，联立以上两式，得x＝0.25m,0.75m,1.25m,1.75m.(2分)当前38页，总共48页。

对波的衍射现象的理解例3图7－3－4当前39页，总共48页。如图7－3－4所示，S是波源，M、N是两挡板，其中M板固定，N板可以左右移动．两板中间有一狭缝，此时A点没有明显振动，为使A点发生明显振动，可采取的方法是(

)当前40页，总共48页。A．增大波源振动频率B．减小波源振动频率C．将N板向右平移一些D．将N板向左平移一些【思路点拨】本题要求使A点处的波动更明显，即应使经狭缝发生的衍当前41页，总共48页。射现象更显著，根据发生明显衍射现象的条件进行判断．【解析】当狭缝尺寸固定时，应使波的波长变长，根据v＝λf知，波速是一定的，要使λ增大，只有使f减小,故A项错误，B项正确；当波长一定时，只有使缝的尺寸与波长差不多或者比当前42页，总共48页。波长更小，故C项错误，D项正确．【答案】

BD【规律总结】只有孔的尺寸或障碍物大小跟波长相差不多或者比波长小,衍射现象才明显，在实际中可以改变孔的大小或波长来实现这一条件．当前43页，总共48页。多普勒效应例4

根据多普勒效应，下列说法中正确的有(

)A．医生检查身体用的“B超”是根据超声波的多普勒效应制成的当前44页，总共48页。B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，判断炮弹正向他靠近C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球当前45页，总共48页。D．当波源和观察者间有相对运动时,观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同【解析】超声波检查人体时，不同组织反射的超