四川省广安市岳池县第一中学高中物理《26波的干涉衍射多普勒效应》学案教科版选修3-4.doc
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波的干涉、衍射 多普勒效应
[学习目标定位] 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.
1.振幅:各质点离开平衡位置的________
2.波峰和波谷:在横波中,________叫做波峰,________叫做波谷.
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________,质点的总位移等于各列波________时在该处引起的振动位移的________
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________、位置保持________,这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉.
2.条件:两列波的________相同.
三、波的衍射现象
1.定义:波能够绕到________的后面传播的现象,叫做波的衍射.
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.
四、多普勒效应
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________
一、波的叠加原理
[问题设计]
你知道“风声、雨声、读书声、声声入耳”反映了波的什么性质吗?
[要点提炼]
1.波的独立传播特性
介质中几列波相遇后,仍将保持着它们各自原有的特征(________、________、________、传播方向等)继续传播,并不因为有其他波的存在而发生变化.
2.波的叠加原理
在几列波传播的重叠区域内,质点要________参与由几列波引起的振动,质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的________.
二、波的干涉现象
[问题设计]
如图1所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音机上,一位同学沿着MN方向走来,他听到的声音会有什么变化?为什么?
图1
[要点提炼]
1.干涉的条件:两列波的频率相同,振动方向在同一直线上,________恒定.
2.加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点:质点振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2.
(2)减弱点:质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于零.
(3)判断加强点和减弱点的方法
①条件判断法
振动频率相同、振动情况相同的两列波叠加时.某点到两列波的路程差为Δs=|s2-s1|=kλ时为振动加强点;当Δs=(2k+1)(k=0,1,2,…)时为振动减弱点.若两波源振动步调相反,则上述结论相反.
②现象判断法
若某点总是波峰与波峰或波谷与波谷叠加,该点为加强点;若总是波峰与波谷叠加,则为减弱点.
3.干涉图样及其特征
(1)干涉图样:如图2所示.
图2
(2)特征
①加强区和减弱区的位置固定不变.
②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).
③加强区与减弱区互相间隔.
三、波的衍射现象
[问题设计]
大家都熟悉“闻其声不见其人”的物理现象,你能说出是什么原因吗?
[要点提炼]
1.产生明显衍射现象的条件:缝的宽度或障碍物的尺寸大小与________或________.
2.理解
(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,不会出现“不发生衍射现象”的说法.
(3)波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出与原来________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.
一、波的叠加
例1 如图3所示,沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等,当它们相遇时可能出现的波形是下列选项中的( )
图3
二、波的干涉
例2 如图4所示,S是水面波的波源,x、y是挡板,S1、S2是两个狭缝(SS1=SS2,狭缝的尺寸比波长小得多),试回答以下问题:
图4
(1)若闭上S1,只打开S2,会看到什么现象?
(2)若S1、S2都打开,会发生什么现象?
(3)若实线和虚线分别表示波峰和波谷,那么在A、B、C、D四点中,哪些点是振动加强点,哪些点是振动减弱点?
(4)若两列波单独传播时的振幅相等,都为A,现两列波同时传播.关于加强点的理解,小明认为:由于加强点始终加强,故加强点的位移始终是2A.他的说法对吗?为什么?
三、波的
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