高中物理 第2章 机械波 第3节 波的干涉和衍射 第4节 多普勒效应及其应用学案 鲁科版选修3-4-鲁科版高二选修3-4物理学案VIP免费

第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用1.理解波的叠加原理．(重点＋难点)2.知道什么是波的干涉现象及其产生的条件．(重点＋难点)3.知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射的条件．(重点)4.知道干涉、衍射是波所特有的现象，并能解释有关问题．5.了解什么是多普勒效应及其产生的原因和应用．一、波的干涉现象1．波的叠加原理(1)波的独立传播特性：波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，相遇的波一旦脱离接触又会按照原来的运动状态继续传播．(2)波的叠加原理：波在相遇的区域里，介质内部的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠加(矢量和)，如图所示．2．波的干涉(1)实验及现象①实验：波源是固定在同一个振动棒上的两个小球，当振动棒带动两个小球振动时，将会产生振动方向和振动频率都相同的两列水波．②现象：在振动的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展开的相对平静的区域和剧烈振动的区域，这两种区域相互交替，并且出现的位置是固定的．(2)现象解释①加强区：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和．加强点形成的区域是加强区．②减弱区：在某些点两列波引起的振动始终消弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，减弱点形成的区域是减弱区．若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零，水面保持平静．(3)波的干涉①定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象．②干涉图样：波的干涉中所形成的图样．如图所示．③干涉条件：频率和振动方向相同的波．④一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象．1．(1)在操场上不同位置听到学校喇叭声音的大小不同，是声波的干涉现象．()(2)两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象．()(3)不是所有的波都能发生干涉．()提示：(1)×(2)√(3)×二、波的衍射现象1．定义：波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象．2．实验及现象(1)实验：在水槽里放两块挡板，挡板之间留一狭缝，改变狭缝宽度．在板后产生持续的平面波，并保持波长不变．(2)现象①狭缝宽度远大于水波波长时：没有明显的衍射现象．②当狭缝的宽度接近水波的波长时，水波在狭缝的边缘发生了弯曲．③当狭缝的宽度更接近水波的波长时，水波通过狭缝后成为近似于点波源发出的球面波，衍射现象更加明显．3．发生明显衍射的条件：障碍物、狭缝或小孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小．4．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象．2．(1)“闻其声而不见其人”，是指声波的衍射现象．()(2)缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象．()(3)一切波都能发生衍射现象．()提示：(1)√(2)×(3)√三、多普勒效应1．多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的频率发生变化的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相对静止时，观察者观测到的频率等于波源振动的频率．(2)波源与观察者相互靠近时，观察者观测到的频率大于波源的的频率，即观察到的频率变大．(3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．3．多普勒效应的应用(1)多普勒测速仪．(2)彩色超声多普勒心动图仪．(3)用电磁波的多普勒效应可以确定目的物的距离、方位、速度等，这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用．3．(1)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应．()(2)只有横波才能发生多普勒效应．()(3)只有声波才能发生多普勒效应．()提示：(1)×(2)×(3)×对波的干涉的理解1．波的干涉的理解(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，但干涉必须是满足一定条件的两列波叠加后形成的现象．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．(3)干涉图样及其特征①干涉图样：如图所示．②特征a．加强区和减弱区的位置固定不变．b．加强区始终加强，减弱区始...