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第5讲波的干涉、衍射 第6讲多普勒效应,目标定位1.知道波的叠加原理，知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象.2.知道波的干涉图样的特点，理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱点的振动情况.3.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件.4.了解多普勒效应，能运用多普勒效应解释一些物理现象.,一、波的叠加原理 在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的_等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的_,总位移,矢量和,二、波的干涉现象 1定义：_的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终_，另一些区域的质点振动始终_，并且这两种区域互相间隔、位置_这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉 2产生干涉的一个必要条件是两列波的_必须相同 3波的干涉现象是在特殊条件下波的_只要满足一定条件，都能发生干涉现象,频率相同,加强,减弱,保持不变,频率,叠加,一切波,想一想在波的干涉中，振动加强的点和振动减弱的点的振动情况是怎样的？是不是振动减弱的点始终位于平衡位置不动？ 答案在波的干涉中，振动加强的点是指两列波在该点的振动方向始终相同，因而使该点以两列波的振幅之和作为新的振幅做简谐运动；而振动减弱的点是指两列波在该点的振动方向始终相反，因而使该点以两列波的振幅之差作为新的振幅做简谐运动只有当两列波的振幅相等时，所形成的干涉中的振动减弱的点的振幅才为零，此时该点表现为始终处于平衡位置不动,三、波的衍射现象 1定义：波能够绕到_的后面传播的现象 2波发生明显衍射现象的条件：当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与_相差不多或比_小时，就能看到明显的衍射现象 3_都可发生衍射现象 想一想在日常生活中我们常遇到“闻其声而不见其人”的现象，你能用学过的知识解释一下吗？ 答案声波的波长比较长，容易衍射，而光波波长短，不容易衍射，所以会有“闻其声而不见其人”的现象,障碍物,波长,波长,一切波,四、多普勒效应 1定义：当观测者与波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率_ 2成因 (1)波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的_，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率_,不同,相同,相同,(2)当观测者与波源两者相互接近时，它在单位时间内接收到的完整波的数目_，接收到的频率将_波源振动的频率 (3)当观测者与波源两者远离时，它在单位时间内接收到的完整波数目_，接收到的频率将_波源振动的频率,增多,大于,减少,小于,3应用 (1)测心脏血流速度；(2)测人造卫星位置的变化；(3)测定流体流速；(4)检查车速；(5)判断遥远的天体相对于地球的运动速度 想一想当汽车远离观察者时，听到的汽车的声音越来越小，这种现象就是多普勒效应吗？ 答案不是多普勒效应指的是接收到的频率的变化情况，即音调的变化情况，而声音大小指的是响度,1波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加 2稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列波的频率相同、步调一致(相差恒定),一、对干涉现象的理解,3干涉图样及其特点 (1)干涉图样：如图1所示,(2)特点 加强区和减弱区的位置固定不变 加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化) 加强区与减弱区互相间隔,4振动加强点和减弱点 (1)振动加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，AA1A2. (2)振动减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A|A1A2|. (3)振动加强点和振动减弱点的判断 若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为振动减弱点,【例1】(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是() A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2| B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2 C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅,解析两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简谐运动，其振动位移在0到最大值之间，B、C项错误；在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故A、D项正确 答案AD 借题发挥不管是振动加强点，还是振动减弱点，还是一般位置的质点在振动时，其位移都在随时间做周期性变化，位移均可为0.,针对训练两列频率、振动方向、初始相位均相同的波S1、S2，在同一介质中传播时，某时刻t形成如图2所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷(实线表示波峰，虚线表示波谷)，在图中标有A、B、C三个点，则振动加强点是_，振动减弱点是_,解析由图可知A点为波峰与波峰相遇，是振动加强点；B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点；C点是波峰与波谷相遇，是振动减弱点 答案A、BC,1衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射 2波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，“障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件 3波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向因此，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况,二、对衍射现象的理解,答案ABC,1多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应 2发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率,三、对多普勒效应的理解,3当波源与观察者相互接近时，f观察者变大，音调变高如图4甲中波源S不动，观察者A向B运动和图乙中观察者A不动，波源由S1向S2运动； 当波源与观察者相互远离时，f观察者变小，音调变低如图甲中波源S不动，观察者A向C运动,【例3】(多选)下面说法中正确的是() A发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 解析当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，故选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，选项B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确 答案BCD,借题发挥判断观察者接收的频率是怎么样变化的，就是看波源与观察者间的相对运动情况.,
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