《湖南人教版新课标高中总复习（第1轮）物理：第11章_第4讲_衍射和干涉_多普勒效应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南人教版新课标高中总复习（第1轮）物理：第11章_第4讲_衍射和干涉_多普勒效应（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第4讲,衍射和干涉 多普勒效应,一、波的性质 1波的叠加：几列波相遇时，每列波都能够 保持各自的状态 继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和 2干涉： 频率相同 的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象,3衍射：波绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是： 障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多 . 4多普勒效应 由于波源和观察者之间 有相对运动 ，使观察者感到 频率 发生变化的现象，叫做多普勒效应,在声源和观察者之间有相对运动时，声源的频率 没有 发生变化，而是 观察
2、者接收到的频率 发生了变化当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率 增大 ；如果二者远离，观察者接收到的频率 减小 . 多普勒效应是所有波动过程共有的特征根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度，根据光波的多普勒效应还可以判断遥远天体相对地球的运行速度,二、声波 1空气中的声波是纵波 2能引起人类听觉器官感觉的声波的频率范围为 20Hz20000Hz ；频率低于20Hz的声波叫 次声波 ，频率高于20000Hz的声波叫 超声波 . 3能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为 0.1s .,1如何理解波的干涉现象？振动加强的点是否是位移一直最大？ 解答：(1)振动加强(
3、减弱)是指合振动的振幅增大(减小)，振动质点的能量增大(减小)各质点振动的位移仍做周期性变化，且周期与波源的周期仍相同不能认为振动加强(减弱)就是质点的位移始终最大(为零) (2)加强点、减弱点与位置有关，不随时间变化振动加强的点振动始终加强，振动减弱的点的振动始终减弱,2如何判断哪些点振动加强，哪些点振动减弱？ 解答：振动加强点、振动减弱点的位置判断方法 (1)某点的振动的振幅等于两列波的振幅之和为加强点，等于两列波的振幅之差为减弱点 (2)某点到两列同步调振动的相干波源的距离之差等于波长整数倍该点为加强点，等于半波长的奇数倍该点为减弱点,(3)某点由两列波引起的振动始终同方向，即为加强点，
4、始终反方向即为减弱点 (4)两列相干波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处即为加强点一列波的波峰与另一列波的波谷相遇处即为减弱点 (5)相邻的加强点与减弱点之间的其他点为非加强、非减弱点,1波的衍射 例1：如图1141是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是( ),图1141,A此时能明显观察到波的衍射现象 B挡板前后波纹间距离相等 C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射
5、现象,解析：此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以A选项正确；衍射不改变波速和频率，所以B选项正确；孔扩大后，将逐渐偏离发生明显衍射的条件，所以C选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，偏离明显衍射条件，所以D选项错误所以选ABC. 答案：ABC,方法点拨：发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多此题首先要求我们能通过给出的图形，比较出波长与缝宽的关系其次抓住、f二者的关系，再根据发生明显衍射现象的条件，确定出正确的选项,2波的干涉 例2：(2010海南卷)如图11 42为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和
6、尺寸如图所示报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？,图11 42,方法点拨：干涉和衍射现象是波的特有的现象，一切波(包括电磁波)都能发生干涉和衍射，反之，能发生干涉和衍射的一定是波,变式训练：如图1143所示为两列频率相同的水波在t0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm(且在图示范围内振幅不变)，波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列
7、说法正确的是( ),图1143,AA、C两点是振动减弱点 BE点是振动加强点 CB、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm Dt0.05s时，E点离平衡位置的位移大小为2cm 答案:,3声波 例：声波属于机械波下列有关声波的描述中正确的是( ) A同一列声波在各种介质中的波长是相同的 B声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快 C声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射 D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 【答案】 C,方法点拨：声源体发生振动会引起四周空气振荡，那种振荡方式就是声波，声以波的形式传播着，我们把它叫做声波,变式训练：关于次声波和超声波，下列说法中正确的是( )
8、A次声波和超声波都不能引起人类听觉器官的感觉 B次声波和超声波都容易发生明显的衍射现象 C次声波在传播过程中基本上是沿直线传播的 D超声波在传播过程中基本上是沿直线传播的,AD,4多普勒效应 例：图1144所示，三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置已知声波在空气中的速度为340m/s.则由图可知( ),图1144,A(a)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速度大于340m/s B(b)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速度小于340m/s C(c)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速 度
9、等于340m/s D不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能判断哪个图中的飞机速度的大小,解析：从三个图可以看出，(c)图中的飞机速度最大，(a)图中的飞机速度最小，(b)图中的飞机速度与声波传播的速度相等，即340m/s，选项A、B、D错误，选项C正确 【答案】C,方法点拨：飞机在运动过程中发出声波，飞机的速度不同产生的声波的波形的密集程度不同声波发出后，是以发出点为球心的球面波，由于飞机的运动，飞机发出的声波是以不同的位置为球心的球面波,变式训练：当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是( ) A声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低 B人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变 C人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变 D人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变,AC,
