高三物理第一轮复习 14-4波的特有现象学案 新人教版

1、第四课时 波的特有现象考点剖析【教学要求】1.了解波的反射、折射现象。2.知道波的特有现象-干涉和衍射现象3.熟悉多普勒效应的特点【知识再现】一、 波的反射与折射1波面与波线（1）沿各个方向传播的同一波的波峰(或波谷)在同一时刻构成的圆面叫波阵面（波面）。（2）垂直波面、指向波的传播方向的直线叫做波线，波线用来表示波的传播方向.2波的反射（1）波遇到障碍物会返回来继续传播的现象叫做波的反射。（2）波的反射中，反射角跟入射角相等.反射波的波长、频率和波速跟入射波相同.3波的折射（1）波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会发生改变，这种现象叫做波的折射。（2）在波的折射中，入射角的正弦与折射角

2、的正弦之比等于波在这两种介质中对应的速度之比，即 = ，且入射波与折射波的频率相同。思考：波从一种介质进入另一种介质，哪些物理量发生变化，哪些量不变？二、 波的叠加原理1叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起的位移的矢量和。相遇后仍保持原来的运动状态。2波在相遇区域里，不干扰，有独立性。三、 波的干涉1产生稳定干涉的条件：两列波的 。2现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，并且振动加强和减弱区互相 ，形成稳定的干涉图样。3在干涉现象中：凡到两波源的路程差为 处，振动加强；凡到两波源的路程差为 处，振动减弱注意：任意两列

3、波相遇都能叠加，但只有频率相同的同种性质的两列波相遇，才能产生稳定的干涉图样，干涉是叠加的一个特例。四、 波的衍射1现象：波传播过程中偏离 绕过障碍物的现象叫衍射。2产生明显衍射现象的条件是： （或小孔）的尺寸比 或能够与波长相比较五、多普勒效应1多普勒效应：由于波源和观察者之间有 ，使观察者感到波的 发生变化的现象，叫做多普勒效应。2当波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率 波源的频率。当波源和观察者相对靠近时，观察者接收到的频率 波源的频率。当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率 波源的频率。3一切波都能发生多普勒效应。4设波源S振动的频率为f，波源和观察者A沿同一直线运动，相对

4、于地面的速度分别为vS和vA。波在介质中的传播速度为vp，且vSvp，vAvp，则观察者接收到的频率为.重点突破知识点一波的干涉特点1产生稳定干涉的条件：两列波的频率必须相同，相差恒定。2振动加强区和减弱区 （1）加强区：当两相干波源振动步调完全一致时，在两列波相遇的区域中的某一点P与两波源S1和S2的距离差满足S1P-S2P=n (n=0,1,2 . )，P为振动加强的点，这些点的振幅为A=A1+A2，其中A1与A2分别为两列波的振幅 （2）减弱区：当两相干波源振动步调完全相同时，若P点满足S1P-S2P=（2 n+1）/2 (k=0,1,2,3.)，则P点为减弱点，这些点的振幅为A= A1

5、-A2，特别地，当两列波振幅相同(A1=A2）时，振动减弱点的合振动振幅A=A1-A2=0，根本不振动注意：振动加强区和减弱区是稳定的，两区城相互间隔，交替出现振动加强和减弱的点的位移并不总等于A1+A2和 A1 -A2，因为这些点在不停地振动这个质点的位移在（A1十A2）和-（A1+A2）之间变化，是个振动加强的点两振源的振动情况相反，上述结论也相反。【应用1】如图所示，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的连线与湖岸垂直，且S1S2=5m，则岸边始终平静的地方共有（ ）A1处 B3处 C5处 D无数处导示:岸边到两个波源距离差（波程差

6、）为半波长的奇数倍的地方是始终平静的（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的平静地点，所以始终平静处一共5处。故选C.方法探究类型一波的折射问题【例1】一平面波，以30的入射角投射到两种介质的交界面，发生的射，折射角为45，当入射波的波长为10厘米，那么折射波的波长是多少?导示:根据折射定律 = ，又Vf有 = = 210 厘米.类型二波的叠加问题的理解【例2】在一根绳子上相向传播着两个波长相等的半波长的横波。在某时刻，两个横波传播到绳上的AB段时，绳子看起来是完全平直的。则（ ）A.此时在绳子AB段上，有些质点速度不为零B.此时在绳子AB段上，所有的质点速度都

7、为零C.在这以后，绳子L仍有两个半波长的横波向相反方向传播D.在这以后，绳子将继续保持平直状态导示: 波长、振幅均相等的两列半波长的横波I和沿绳分别向右、向左传播。经过一段时间后，它们均传到AB段，此刻，两列波在AB段各点处分别引起的相时平衡位置的位移均等大反向（如图甲），引起的速度均等大同向（如图乙）。根据波的叠加原理可知，AB段各点的总位移等于两个分位移的矢量和，均为零，所以AB段的绳子看起来是平直的；AB段各点总的振动速度等于两个分振动速度的矢量和，故在AB段中点C处速度为零，其他各点速度均不为零。在AC段各点速度均向下，且越靠近A点速度越大；在CB段各点速度方向均向上，且越靠近B点速度

8、越大。此刻AB段各点总的位移和速度如图所示。因为AB段上除中点C外均在运动着，所以此刻在AB上仍然有两个半波长的横波在向右和向左传播着，故选项A,C正确。答案：AC解答这类问题，一般先画出两列波叠加时的各自的波形，然后根据两列波叠加时的位移关系，然后确定振动的合位移，从而确定波形或其它振动参量。类型三波的干涉图象问题【例3】如图所示，s1和s2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三点的振动情况，下列判断中正确的是（ ）（A）b处的振动永远互相减弱 （B）a处永远是波峰与波峰相遇（C）b处在此时刻是波谷与波谷相遇 （D）c处的振动永远相互减弱导示:b

9、处此刻是波谷和波谷相遇，位移为负的最大值，振动也是加强，选项A错误，C正确。a处此刻是波峰与波峰相遇，过半个周期后变成波谷与波谷相遇，始终是振动加强的点，并非永远是波峰与波峰相遇的点，选项B错误。c处此刻是波峰与波谷相遇，过半个周期后是波谷与波峰相遇，它们的振动永远互相减弱，选项D正确。故选C、D所谓加强和减弱的区别是指振幅大小的区别。这里要将振幅和位移区分开，不能混为一谈。振幅是指振动的质点所能达到的最大位移，既使在振动最强处，质点的位移仍做周期性变化，甚至可以为零；振动最弱的点，位移总是零。类型三波的衍射条件的理解【例4】图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O

10、是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（ ）A、此时能明显观察到波的衍射现象B、挡板前后波纹间距离相等C、如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D、如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象导示:此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以A选项正确；衍射不改变波速和频率，所以B选项正确；孔扩大后，将逐渐偏离发生明显衍射的条件，所以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，所以D选项错误。所以选ABC.成功体验1人在室内讲话的声音比在室外空

11、旷处讲话声音要宏亮，是因为( )A室内空气不流动B室内声音多次反射C室内声音发生折射D室内物体会吸收声音2一列波以60的入射角入射到两种介质的交界面上，反射波刚好跟折射波垂直，若入射波的波长为0.6米，那么折射波的波长为 米，反射波的波长为 米.3（云南省昆明地区2008高三物理第三次月考试题）两列简谐横波，波速大小均为20m/s，图为某时刻两列波的波动图象，一列波沿着x轴向右传播（实线所示），另一列沿着x轴向左传播（虚线所示），下列说法不正确的是（ ） A两列波的频率均为2.5HzB两列波在b、d点处振动加强，在a、c点振动减弱C此时刻b、d点处的质点速度为0，a、c点处质点速度最大D经过0.1s，a处质点在波峰，c处质点在波谷4（扬州市2007第二学期高三调研测试）由两个完全相同的波源s1与S2发出的两列机械波在同种介质中传播，某时刻的情况如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法正确的是（ ）A处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强B处于波谷与波谷相遇处的质点振动一定最弱C振动最强的质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的2倍D振动最弱的质点就是该时刻处于波峰与波谷的交点。除此之外没有其它质点5a为声源，发出声波