第3讲波的干涉和衍射多普勒效应知识点1波的干涉Ⅰ课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第3讲波的干涉和衍射多普勒效应知识点1波的干涉Ⅰ课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 干涉 衍射 多普勒效应 知识点 课件
- 资源描述:
-
1、第3讲 波的干涉和衍射 多普勒效应知识点知识点 1 1 波的干涉波的干涉 1.1.波的叠加波的叠加(1)(1)波的独立传播原理波的独立传播原理几列波在相遇时,各自的几列波在相遇时,各自的_(_(即波速、频率、波长、振即波速、频率、波长、振动方向动方向) )不发生任何变化,即各列波之间不相互干扰不发生任何变化,即各列波之间不相互干扰, ,具有具有_。运动状态运动状态独独立性立性(2)(2)波的叠加原理波的叠加原理在两列波重叠的区域里,任何一个质点在两列波重叠的区域里,任何一个质点_参与两列波引起参与两列波引起的振动,其振动位移、速度、加速度等于这两列波分别引起的的振动,其振动位移、速度、加速度等
2、于这两列波分别引起的位移、速度、加速度的矢量和。位移、速度、加速度的矢量和。同时同时2.2.波的干涉波的干涉(1 1)在两列波叠加的区域,出现某些区域的振动始终加强,)在两列波叠加的区域,出现某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且有振动的某些区域的振动始终减弱,并且有振动的_与与_互互相间隔的现象,形成稳定的相间隔的现象,形成稳定的_。加强区加强区减弱区减弱区干涉图样干涉图样(2 2)产生条件)产生条件: :两列同性质波的两列同性质波的_必须相同。必须相同。 频率频率知识点知识点 2 2 波的衍射波的衍射 1.1.衍射现象衍射现象波在传播过程中偏离直线传播,波在传播过程中偏离直线
3、传播,_障碍物的现象。障碍物的现象。2.2.发生明显衍射现象的条件发生明显衍射现象的条件障碍物(或小孔)的尺寸障碍物(或小孔)的尺寸_或者或者_。绕过绕过比波长小比波长小与波长相差不多与波长相差不多知识点知识点 3 3 多普勒效应多普勒效应 相对运动相对运动频率频率不变不变变化变化【思考辨析【思考辨析】(1 1)振动加强点就是质点振动位移最大的位置。)振动加强点就是质点振动位移最大的位置。( )( )(2 2)人能辨别不同乐器同时发出的声音,证明声波不会发生)人能辨别不同乐器同时发出的声音,证明声波不会发生干涉。干涉。( )( )(3 3)加强点的振动能量随位移变化时大时小。)加强点的振动能量
4、随位移变化时大时小。( )( )(4 4)只有横波能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象。)只有横波能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象。( )( )(5 5)只有频率相同的两列波在相遇区域内才能叠加。)只有频率相同的两列波在相遇区域内才能叠加。( )( )(6 6)声波容易发生衍射现象是因为声波波长较长。)声波容易发生衍射现象是因为声波波长较长。( )( )(7 7)迎面开来的汽车喇叭声音音调变高是因为汽车喇叭频率)迎面开来的汽车喇叭声音音调变高是因为汽车喇叭频率变大。变大。( )( )(8 8)距两波源的波程差为波长整数倍的点是加强点。)距两波源的波程差为波长整数倍的点是加强点。( )( )
5、分析:分析:位移在振动中是随时间变化的,可以为零,所以(位移在振动中是随时间变化的,可以为零,所以(1 1)错误;不同乐器同时发出的声音频率不同,没有满足产生干涉错误;不同乐器同时发出的声音频率不同,没有满足产生干涉的条件,(的条件,(2 2)错误;振动能量是动能与势能总和,因此加强)错误;振动能量是动能与势能总和,因此加强点能量始终最大,(点能量始终最大,(3 3)错误;不只机械波)错误;不只机械波( (包括横波和纵波包括横波和纵波) )能发生衍射现象,其他类的波也能发生衍射现象,衍射是一切能发生衍射现象,其他类的波也能发生衍射现象,衍射是一切波特有的现象,(波特有的现象,(4 4)错误;波
6、的干涉是叠加的特殊情况,任)错误;波的干涉是叠加的特殊情况,任何两列波相遇时均能叠加,但只有频率相同的两列波在相遇区何两列波相遇时均能叠加,但只有频率相同的两列波在相遇区域内才能形成稳定的干涉图样,(域内才能形成稳定的干涉图样,(5 5)错误;波发生明显衍射)错误;波发生明显衍射现象的条件是障碍物(或小孔)的尺寸比波长小或者与波长相现象的条件是障碍物(或小孔)的尺寸比波长小或者与波长相差不多,声波容易发生衍射现象是由于声波波长较障碍物(或差不多,声波容易发生衍射现象是由于声波波长较障碍物(或小孔)的尺寸大,(小孔)的尺寸大,(6 6)正确;观察者与汽车相互靠近,由于)正确;观察者与汽车相互靠近
7、,由于多普勒效应,观察者感觉到声音的频率变大,而声源的频率不多普勒效应,观察者感觉到声音的频率变大,而声源的频率不变,(变,(7 7)错误;频率相同的两列波当振动步调一致时,在相)错误;频率相同的两列波当振动步调一致时,在相遇区域内距两波源的波程差为波长整数倍的点是加强点,反之遇区域内距两波源的波程差为波长整数倍的点是加强点,反之是减弱点,(是减弱点,(8 8)错误。)错误。考点考点 1 1 波的叠加与干涉波的叠加与干涉【考点解读【考点解读】1.1.干涉现象中加强区和减弱区的形成干涉现象中加强区和减弱区的形成(1)(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两列波叠加时质点的位移等
8、于两列波单独传播时位移的矢量和,若位移方向总是相同,振幅变大,则振动加强。位移方量和,若位移方向总是相同,振幅变大,则振动加强。位移方向总是相反,振幅减小,则振动减弱。向总是相反,振幅减小,则振动减弱。深化深化理解理解 (2)(2)频率相同的波干涉后,加强区振幅最大,等于两列波振幅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两列波振幅之差,加强区和减弱区之和。减弱区振幅最小等于两列波振幅之差,加强区和减弱区的位置是固定的。的位置是固定的。(3)(3)如果两列波振幅相等,则减弱区的质点位移总是为零。但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
9、总保持最大,而是以两列波加强区并不是位移总保持最大,而是以两列波2 2倍的振幅振动,倍的振幅振动,也会出现波峰、波谷和位移为零的时刻。也会出现波峰、波谷和位移为零的时刻。2.2.加强区和减弱区的变化规律加强区和减弱区的变化规律(1 1)波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇处,一定是加强的,)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;强的;(2 2)波峰与波谷相遇处,一定是减弱的,把以上各点用平滑)波峰与波谷相遇处,一定是减弱的,把以上各点用平滑的曲线连接起来,这条线上的点都是减弱的
10、;的曲线连接起来,这条线上的点都是减弱的;(3 3)加强点和减弱点之间各个质点的振幅介于加强点和减弱)加强点和减弱点之间各个质点的振幅介于加强点和减弱点的振幅之间。点的振幅之间。【典例透析【典例透析1 1】两列简谐横波分别沿两列简谐横波分别沿x x轴正方向和负方向传播,轴正方向和负方向传播,两波源分别位于两波源分别位于x=-0.2 mx=-0.2 m和和x=1.2 mx=1.2 m处,两列波的波速均为处,两列波的波速均为v=0.4 m/sv=0.4 m/s,波源的振幅均为,波源的振幅均为A=2 cmA=2 cm,图示为,图示为t=0t=0时刻两列波的时刻两列波的图像,此刻平衡位置在图像,此刻平
11、衡位置在x=0.2 mx=0.2 m和和x=0.8 mx=0.8 m的的P P、Q Q两质点恰好开两质点恰好开始振动。质点始振动。质点M M的平衡位置位于的平衡位置位于x=0.5 mx=0.5 m处。求:处。求:(1 1)两波相遇的时刻。)两波相遇的时刻。(2 2)至)至t=1.5 st=1.5 s时刻质点时刻质点M M运动的路程。运动的路程。【解题探究【解题探究】(1 1)据波动图像判断出)据波动图像判断出_和和_。(2 2)据)据_和和_计算传播时间,结合振动情况判断干涉计算传播时间,结合振动情况判断干涉情况。情况。(3 3)据传播时间与周期和干涉情况计算)据传播时间与周期和干涉情况计算_
12、。波长波长质点的振动情质点的振动情况况波长波长波速波速振动路程振动路程【解析【解析】(1 1)两列波的波前相距)两列波的波前相距s=0.6 ms=0.6 m,设两列波经过时间,设两列波经过时间t t相遇,有相遇,有s=2vts=2vt,解得,解得t=0.75 st=0.75 s。(2)(2)两列波经两列波经t=0.75 st=0.75 s相遇在相遇在PQPQ的中点的中点M M,所以,所以,M M点在点在t=t=0.75 s0.75 s时开始振动。两列波的周期时开始振动。两列波的周期 由题图可知,两列波同时到达由题图可知,两列波同时到达M M点时,引起质点振动的方向均点时,引起质点振动的方向均沿
13、沿y y轴负方向,所以,两列波在轴负方向,所以,两列波在M M点的振动加强,即点的振动加强,即M M点的振幅点的振幅为为A=2A=4 cmA=2A=4 cm。t=1.5 st=1.5 s时,时,M M点振动了点振动了tt=0.75 s=0.75 s,即,即 根据简谐运动的周根据简谐运动的周期性,期性,M M点运动的路程点运动的路程s=3A=12 cms=3A=12 cm。答案:答案:(1 1)0.75 s 0.75 s (2 2)12 cm12 cmT1.0 sv。3T4。【总结提升【总结提升】波的干涉问题的求解波的干涉问题的求解(1 1)从波的叠加原理认识干涉现象。几列波相遇时在重叠的)从波
14、的叠加原理认识干涉现象。几列波相遇时在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和,频率相同的两列波叠加时,某些区域的质点由于受到两列和,频率相同的两列波叠加时,某些区域的质点由于受到两列波引起的振动始终加强,某些区域的质点由于受到两列波引起波引起的振动始终加强,某些区域的质点由于受到两列波引起的振动始终减弱,从而形成稳定的振动加强和振动减弱的区域的振动始终减弱,从而形成稳定的振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象。相互间隔的现象。(2 2)由于振动加强点、减弱点与位置有关,不随时间变化,)由于振动加强点、减弱点与位置有关
15、,不随时间变化,因此分析某质点是加强点还是减弱点应分析该点与两波源的波因此分析某质点是加强点还是减弱点应分析该点与两波源的波程差与半波长的关系。程差与半波长的关系。(3 3)在干涉区域内,各质点均在自己的平衡位置做机械振动,)在干涉区域内,各质点均在自己的平衡位置做机械振动,位移仍然随时间而变化,从机械振动的角度分析位移仍然随时间而变化,从机械振动的角度分析a a、v v、s s等物等物理量的变化情况,但振动加强点振动能量大,振幅大。理量的变化情况,但振动加强点振动能量大,振幅大。【变式训练【变式训练】如图所示,如图所示,S S1 1、S S2 2为水波槽中的两个波源,它们分为水波槽中的两个波
16、源,它们分别激起两列水波,图中实线表示别激起两列水波,图中实线表示波峰,虚线表示波谷。已知两列波的波长波峰,虚线表示波谷。已知两列波的波长1 12 2,该时刻在,该时刻在P P点为两列波的波峰与波峰相遇,则以下叙述正确的是点为两列波的波峰与波峰相遇,则以下叙述正确的是( )( )A AP P点有时在波峰,有时在波谷,振动始终加强点有时在波峰,有时在波谷,振动始终加强B BP P点始终在波峰点始终在波峰C CP P点的振动不遵守波的叠加原理,点的振动不遵守波的叠加原理,P P点的振动也不始终加强点的振动也不始终加强D DP P点的振动遵守波的叠加原理,但并不始终加强点的振动遵守波的叠加原理,但并
17、不始终加强【解析【解析】选选D D。两列波的波长。两列波的波长1 12 2,同一介质波速相同,则,同一介质波速相同,则频率频率f f1 1f f2 2,因此两列波在相遇时会遵守波的叠加原理,但不,因此两列波在相遇时会遵守波的叠加原理,但不能形成稳定的干涉,能形成稳定的干涉,P P点的振动不始终加强,点的振动不始终加强,A A、C C错,错,D D对;对;P P点在振动,位移随时间变化,不会始终在波峰,点在振动,位移随时间变化,不会始终在波峰,B B错。错。考点考点 2 2 加强点与减弱点的确定加强点与减弱点的确定【考点解读】【考点解读】1.1.理论判断法理论判断法(1 1)设波源)设波源S S
18、1 1、S S2 2振动情况完全相同,它们产生两列波在同一振动情况完全相同,它们产生两列波在同一介质中传播。介质中传播。解题解题技巧技巧(2 2)对介质中的任一点)对介质中的任一点P P,如图所示,离,如图所示,离两波源距离分别是两波源距离分别是S S1 1P P、S S2 2P P,那么它们对,那么它们对P P引起的振动的步调差别完全由距离差引起的振动的步调差别完全由距离差x=x=S S1 1P-SP-S2 2P P决定。决定。当当x=n(n=0,1,2,)x=n(n=0,1,2,)即距离差为波长即距离差为波长的整数倍时,两波源在的整数倍时,两波源在P P点引起的振动的步调一致,为同相振点引
19、起的振动的步调一致,为同相振动,叠加结果是两数值之和,即振动加强,是加强点;动,叠加结果是两数值之和,即振动加强,是加强点;当当x=(2n+1) (n=0,1,2,)x=(2n+1) (n=0,1,2,)即距离差为半波长的奇数倍即距离差为半波长的奇数倍时,两波源在时,两波源在P P点引起的振动的步调相反,为反相振动,叠加点引起的振动的步调相反,为反相振动,叠加结果是两数值之差,即振动减弱,是减弱点;结果是两数值之差,即振动减弱,是减弱点;(3)(3)若两波源振动步调相反,则上述结论反之即可。若两波源振动步调相反,则上述结论反之即可。22.2.现象判断法现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷与波
20、谷)相遇,该点为振动加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,则该点为振动减弱点。强点;若总是波峰与波谷相遇,则该点为振动减弱点。【典例透析【典例透析2 2】(2013(2013山东高考改编山东高考改编) )如图所示如图所示, ,在某在某一均匀介质中一均匀介质中,A,A、B B是振动情况完全相是振动情况完全相同的两个波源同的两个波源, ,其简谐运动表达式均为其简谐运动表达式均为x=0.1sin(20t)m,x=0.1sin(20t)m,介质中介质中P P点与点与A A、B B两波源间的距离分别为两波源间的距离分别为4m4m和和5 m,5 m,两波源形成
21、的简谐波分别沿两波源形成的简谐波分别沿APAP、BPBP方向传播方向传播, ,波速都是波速都是10m/s10m/s。则这列波的波长和。则这列波的波长和P P点的振动强点的振动强弱情况分别是弱情况分别是( () )A.0.5mA.0.5m加强加强B.0.5mB.0.5m减弱减弱C.1mC.1m加强加强 D.1mD.1m减弱减弱【解题探究】【解题探究】解答本题需明确以下两点解答本题需明确以下两点: :(1)(1)据简谐运动表达式可知据简谐运动表达式可知_和和_,_,再结合波速可得再结合波速可得_。(2)(2)据据_与与_的关系可知的关系可知P P点的振动强弱情况。点的振动强弱情况。周期周期振幅振幅
22、波长波长波程差波程差波长波长【解析】【解析】选选C C。设简谐波的波速为。设简谐波的波速为v v,波长为,波长为,周期为,周期为T T,由题意知由题意知T=0.1 s,T=0.1 s,由波速公式由波速公式 代入数据得代入数据得=1 m=1 m。据。据s=PB-PA=s=PB-PA=,且,且A A、B B是振动情况完全相同的两个波源,因是振动情况完全相同的两个波源,因此此P P点的振动加强,故选点的振动加强,故选C C。vT【总结提升】【总结提升】加强点与减弱点的确定技巧加强点与减弱点的确定技巧(1 1)情景中给出某点到两波源的距离时,通常需挖掘条件用)情景中给出某点到两波源的距离时,通常需挖掘
展开阅读全文