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本文格式為Word版,下載可任意編輯——干涉,衍射,反射,折射波的反射和折射、波的衍射、波的干擾、多普勒效應一.教學內容:1.波的反射和折射2.波的衍射3.波的干擾4.多普勒效應二.學識歸納、總結:(一).波的反射和折射1.波面:在波的傳播過程中,任一時刻介質中任何振動狀態一致的點聯結成的面叫做波陣面或波面。

2.波線:沿波的傳播方向作一些帶箭頭的線,叫波線。

3.惠更斯原理:介質中任一波面上的各點,都可以看做放射子波的波源,其后任意時刻,這些子波在波前進方向的包絡面就是新的波面。

4.波的反射:波遇到障礙物會返回來持續傳播的現象,叫做波的反射。

5.反射定律(1)入射波線、法線、反射波線在同一平面內,且入射角等于反射角。

(2)反射波的波長、頻率、波速都跟入射波一致。

6.波的折射:波從一種介質射入另一種介質時,傳播方向發生變更的現象。

7.折射定律(1)內容:入射角的正弦與反射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速度與波在其次種介質中的速度之比(2)公式:式中和分別為波在介質1和介質2中的入射角和折射角,v1和v2分別為波在介質1和介質2中的波速。

8.折射率:由于確定介質中的波速是確定的,所以是一個只與兩種介質的性質有關而與入射角度無關的常數,叫做第2種介質對第1種介質的折射率,以n12表示:(二).波的衍射1.波的衍射現象波繞過障礙物持續傳播的現象,叫做波的衍射。

2.發生明顯的波的衍射的條件障礙物或孔的大小比波長小,或者與波長相差不多。

3.波的衍射現象是波所特有的現象。

(三).波的干擾1.波的疊加兩列波相遇時,在波的重疊區域,任何一個質點的總位移,都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。

2.波的干擾①此圖是某時刻兩列波傳播的處境;②兩列波的頻率(波長)相等;③當兩列波的波峰在某點相遇時,這點的振動位移是正的最大值,過半周期后,這點就是波谷和波谷相遇,那么這點的振動位移是負的最大值;④振動加強的點的振動總是加強的,振動減弱的點的振動總是減弱的。

3.干擾的定義:頻率一致的兩列波疊加,使某些區域的振動加強,某些區域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區域彼此間隔,這種現象叫波的干擾,形成的圖樣叫做波的干擾圖樣。

4.波的干擾與疊加的關系干擾是一種特殊的疊加。任何兩列波都可以舉行疊加,但只有兩列頻率一致的波的疊加,才有可能形成干擾。

5.干擾是波特有的現象。

6.波的干擾的條件是:同一類的兩列波,頻率(波長)一致,相差恒定,在同一平面內振動。

(四)多普勒效應1.現象:當火車向你駛來時,感覺音調變高;當火車離你遠去時,感覺音調變低(音調由頻率抉擇,頻率高音調高;頻率低音調低)。

2.多普勒效應:由于波源和查看者之間有相對運動,使查看者感到頻率變化的現象叫做多普勒效應。

3.多普勒效應的成因:聲源完成一次全振動,向外發出一個波長的波,頻率表示單位時間內完成的全振動的次數,因此波源的頻率等于單位時間內波源發出的完全波的個數,而查看者聽到的聲音的音調,是由查看者接收到的頻率,即單位時間內接收到的完全波的個數抉擇的。

4.波源和查看者間的相對運動跟查看者間接收到的頻率關系。

(1)當波源和查看者相對介質都靜止不動.即二者沒有相對運動時:單位時間內波源發出幾個完全波,查看者在單位時間內就接收到幾個完全波.查看者接收到的頻率等于波源的頻率。

(2)當波源和查看者有相對運動時,查看者接收到的頻率會變更。

①波源相對介質不動,查看者朝波源運動時(或查看者不動,波源朝查看者運動時)查看者在單位時間內接收到的完全波的個數增多,即接收到的頻率增大。

②波源相對介質不動,查看者遠離波源運動時(或查看者不動,波源遠離查看者運動時)查看者在單位時間內接收到的完全波的個數裁減,即接收到的頻率減小。

總之:當波源與查看者有相對運動時,假設二者相互接近,查看者接收到的頻率增大;假設二者遠離,查看者接收到的頻率減小。

留神:在多普勒效應中,波源的頻率是不變更的,只是由于波源和查看者之間有相對運動,查看者感到頻率發生了變化。

5.多普勒效應是波動過程共有的特征,不僅機械波,電磁波和光波也會發生多普勒效應。

例1.(2022·廣州)一波源在繩的左端發出半個波①,頻率f1,振幅A1;同時另一波源在繩右端發出半個波②,頻率f2(f2>f1),振幅A2,P為兩波源的中點,由下圖所示,以下說法錯誤的是(BD)A.兩列波同時到達P點B.兩列波相遇時P點波峰可達成A1+A2C.兩列波相遇再分開后,各自保持原波形傳播D.因頻率不同,這兩列波相遇不能疊加例證:波源振動的頻率為f0,波源在介質中運動時,波源的前方介質振動的頻率為f1,波源后面介質振動的頻率為f2,那么三者的關系為()A.f1=f2=f0B.f1=f2>f0C.f1=f2<f0D.f2<f0<f1解析:f0由波源每秒鐘所振動的次數抉擇,介質振動的頻率由波源頻率及波源相對介質是否移動來抉擇,波源運動時,在波源的正前方介質振動的頻率高于波源振動的頻率。

答案:D例2.(2022·北京東城區)如右圖所示,表示兩列同頻率相干水波在t=0時刻的處境,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,已知兩列波的振幅均為2cm,波速為2m/s,波長為0.4m,E點是BD連線和AC連線的交點,以下說法正確的是()A.A、C兩點是振動的減弱點B.E點是振動加強點C.B、D兩點在該時刻的豎直高度差為4cmD.t=0.05s時,E點離平衡位置的位移大小為2cm解析:圖中B、D均為振動加強的點,E位于B、D的連線上,故也是振動加強點,而A、C兩點為波峰與波谷相遇,故是振動減弱點,圖中所示時刻,B點偏離平衡位置-4cm,而D點偏離平衡位置4cm,故二者豎直高度差為8cm,再過0.05s,兩列波的波峰恰在E點相遇,故E點偏離平衡位置的距離將達成4cm。

答案:A、B例3.(2022·黃岡市)如右圖所示中S為在水面上振動的波源,M、N是水面上的兩塊擋板,其中N板可以上下移動,兩板中間有一狹縫,此時測得A處水沒有振動,為使A處水也能發生振動,可采用的方法是()A.使波源的頻率增大B.使波源的頻率減小C.移動N使狹縫的間距增大D.移動N使狹縫的間距減小解析:由題意知題給條件下沒有發生明顯的衍射現象,說明孔的尺寸大于水波的波長且差距明顯,故應減小縫的寬度或增大水的波長,由于波在同一介質中傳播時其速度不變,故由波速公式v=λf知要增大波長應使波源的振動頻率裁減,B、D正確。

答案:B、D例4.一個查看者站在鐵路鄰近,聽到迎面而來的火車汽笛聲的頻率為f1=440Hz,當火車駛過他身旁后,汽笛聲的頻率降為f2=392Hz,求火車的速率為多少?(空氣中的聲速v=330m/s)()解析:設汽笛原來頻率為f,火車的速率為u,當火車駛近查看者時,查看者接收到的頻率為當火車駛離查看者時,查看者接收到的頻率為由上述兩式解得1.(2022·浙江)水面上有A、B兩個振動處境完全一致的振源,在AB連線的中垂線上有a、b、c三個質點,已知某時刻a點是兩列波峰的相遇點,c點是最相近的波谷的相遇點,b處在ac之間,如下圖,那么以下說法正確的是()A.a點是振動加強點,c點是振動減弱點B.a點與c點都是振動加強點,b點是振動減弱點C.a點與c點此時刻是振動加強點,經過一段時間后,變為振動減弱點,而b點可能變為振動加強點D.a、b、c都是振動加強點2.兩列相干波在空間相遇產生相疊加的過程中,關于質點的振動,說法正確的是()A.振動加強區域里的位移較大B.在振動加強區域里的位移不確定比減弱區域的位移大C.振動加強區域里的位移隨時間變化D.振動減弱區域的振幅較小3.在波的干擾現象中,兩列波相遇點距兩個波源的距離稱為波程,這樣()A.當波程差等于波長的整數倍時,兩波相遇點展現最強的振動B.當波程差等于半波長的整數倍時,兩波相遇點展現最強的振動C.當波程差等于波長的奇數倍時,兩波相遇點展現最強的振動D.當波程差等于半波長的奇數倍時,兩波相遇點展現最弱的振動4.以下哪些現象是多普勒效應引起的()A.遠去的汽車聲音越來越小B.炮彈迎面飛來,聲音刺耳C.火車向你駛來時,聲調變高,馳離你而去時音調變低D.大風中,遠處人的說話聲時強時弱5.海豚有完善的聲納系統,它能在黑暗的海水中切實而快速地抓獲食物,避開敵害,其效果遠優于現代的無線電定位系統,這是利用海豚自身發出的超聲波來完成的,海豚的聲納系統遠遠優于無線電定位系統,如雷達,這是由于()A.海豚發出的波比無線電源傳播的速度快,方向性好B.海豚發出的波比無線電源的頻率高,抗干擾才能強C.海豚發出的波比無線電波的能量大,傳播距離遠D.海豚發出的波在水中能量衰減比無線電波少6.如下圖,S為振源,P點有一個查看者,已知振源發聲的頻率為20Hz,那么關于人聽到的聲音的頻率為()A.當振源S以17m/s的速度遠離查看者運動時,頻率為19HzB.當振源S以17m/s的速度靠近查看者運動時,頻率為21HzC.當查看者以17m/s的速度靠近振源S運動時,頻率為21HzD.以上說法均不正確7.如下圖所示為不同頻率的水波通過一致的小孔所能到達的區域的幾種處境的示意圖,在處境中水波頻率最大,在處境中水波的頻率最小,(圖中曲線僅表示波形,曲線間隔并不表示波長的大小關系)。

8.如下圖所示,實線表示兩個相干波源S1、S2發出波的波峰位置,那么圖中的點為振動加強的位置,圖中的點為振動減弱的位置。

9.關于多普勒效應,以下說法正確的是()A.多普勒效應是由于波的干擾引起的B.多普勒效應說明波源的頻率發生變更C.多普勒效應是由于波源與查看者之間有相對運動而產生的D.只有聲波可以產生多普勒

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