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1、2.波的叠加原理波的叠加原理：当几列波在介质中的某点相遇时，该：当几列波在介质中的某点相遇时，该质元的振动位移等于各列波单独传播时在该处引起的质元的振动位移等于各列波单独传播时在该处引起的位移的矢量和位移的矢量和.一、一、 波的干涉波的干涉 1.独立传播原理：独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。运动状态继续传播，不互相影响。1 两束叠加的波在交迭区域某些点处振幅始终最大，另一些两束叠加的波在交迭区域某些点处振幅始终最大，另一些位置振幅始终最小，而其它位置，振动的强弱介乎二者之间，位置振幅始终最小，而其它位置，振动的强弱介乎二者之间
2、，保持不变保持不变.称这种稳定的叠加称为称这种稳定的叠加称为干涉干涉现象现象.3. 波的干涉波的干涉4.干涉干涉条件条件: 两波源具有相同的频率两波源具有相同的频率;具有恒定的相位差。具有恒定的相位差。 振动方向相同；振动方向相同；满足相干条件的波叫满足相干条件的波叫相干波相干波, 波源叫波源叫相干波源相干波源, 叠加叫叠加叫相干叠加相干叠加.23干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：条件： 最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍， 即即=n最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇
3、数最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即倍，即根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。始终加强；振动减弱点始终减弱。至于至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷波谷和波谷叠加也得到振动加强点和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠波峰和波谷叠加得到振动减弱点加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必这些都只是充分条件，不是必要条件。要条件。4驻波的形成驻波的形成 驻波驻波 沿相反方向传播的两列等幅相干波的叠加沿相反方向传播的两列等幅相干波的叠加. 驻波驻波动画演示动画
4、演示5二、波的衍射二、波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射。波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是：发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸和波障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小。长可以相比或比波长小。一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。 干涉和衍射，是波特有的性质。干涉和衍射，是波特有的性质。6 1声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是是（ ）A同一列声波在各种介质中的波长是相同的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声波的频
5、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不会发生干涉C72.关于电磁场和电磁波关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是下列说法正确的是: ( )A.电磁波是横波电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场的方向处处垂直电磁波中电场和磁场的方向处处垂直A C D3A.如图所示，实线表示两个相干波源如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的发出
6、的波的波峰位置，则图中的点为振动加强波的波峰位置，则图中的点为振动加强的位置，图中的点为振动减弱的位置的位置，图中的点为振动减弱的位置ba8 4如图示，是振动情况完全相同的两个机械波波源，如图示，是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为振幅为A，a、b、c三点位于三点位于S1 、S2连线的中垂线上，连线的中垂线上，且且ab=bc，某时刻，某时刻a是两列波的波峰相遇点，则是两列波的波峰相遇点，则 （ ）A. a处质点的位移始终为处质点的位移始终为2AB. c处质点的位移始终为处质点的位移始终为 - 2AC. b处质点的振幅为处质点的振幅为2AD. c处质点的振幅为处质点的振幅为2AcabS2S
7、1解：解：某时刻某时刻a是两列波的波峰相遇点，则是两列波的波峰相遇点，则abc直线上直线上各点的振动都加强，所以各点的振动都加强，所以abc各点的振幅为各点的振幅为2A， 但是振动加强并不是位移始终为但是振动加强并不是位移始终为2A，而是其位，而是其位移等于两列波的位移之和。移等于两列波的位移之和。C D9 6 A、B两两波波相相向向而而行行，在在某某时时刻刻的的波波形形与与位位置置如如图图所所示示.已已知知波波的的传传播播速速度度为为v，图图中中标标尺尺每每格格长长度度为为l，在图中画出又经过，在图中画出又经过t =7l /v 时的波形时的波形.BAl解解：经过经过t=7l /v 时，波传播
8、的距离为时，波传播的距离为x=vt=7l 即两波分别向中间平移即两波分别向中间平移7格，如图示虚线所示：格，如图示虚线所示：由波的叠加原理，作出合位移的波形如图蓝线所示由波的叠加原理，作出合位移的波形如图蓝线所示10三三. 声波和声波和多普勒效应多普勒效应1. 声源的振动在介质中的传播形成声波。声源的振动在介质中的传播形成声波。2. 声波是纵波。声波是纵波。3. 声波在空气中的传播速度大约为声波在空气中的传播速度大约为340m/s，随温度，随温度的升高而略有增大。的升高而略有增大。4.多普勒效应多普勒效应 由于波源和观察者有相对运动，使观察者接收频由于波源和观察者有相对运动，使观察者接收频率发
9、生变化的现象叫多普勒效应。率发生变化的现象叫多普勒效应。 波源和观察者相互接近波源和观察者相互接近, ,观察者接收到的频率增大观察者接收到的频率增大; ;二者远离时二者远离时, ,观察者接收到的频率减小。观察者接收到的频率减小。 11波源的频率与观察者接收的频率波源的频率与观察者接收的频率(1)波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数.(2)观察者接收到的频率等于观察者单位时间内接收到完全波的个观察者接收到的频率等于观察者单位时间内接收到完全波的个数数.当波源和观察者相对于介质均为静止的情况下当波源和观察者相对于介质均为静止的情况下,波源的频
10、率和观察波源的频率和观察者接收到的频率是相同的者接收到的频率是相同的.12频频率率一一定定的的波波源源在在空空气气中中向向静静止止的的的的接接收收器器匀匀速速运运动动，以以u表表示示声声源源的的速速度度，V表表示示声声波波的的速速度度（uV）, 表表示示接接收收器器收收到到的的频频率率。若若u增增大大，则则 ( )A增大，增大，V增大增大 B增大，增大，V不变不变C不变，不变，V增大增大 D减小，减小，V不变不变B13 15. 如如图图所所示示，声声源源S和和观观察察者者A都都沿沿x轴轴正正方方向向运运动动，相相对对于于地地面面的的速速率率分分别别为为 vs 和和 vA 空空气气中中声声音音传
11、传播播的的速速率率为为 vp ,设设 vs vp , vA vp ,空空气气相相对对于于地面没有流动地面没有流动（1）若若声声源源相相继继发发出出两两个个声声信信号号时时间间间间隔隔为为t,请请根根据据发发出出的的这这两两个个声声信信号号从从声声源源传传播播到到观观察察者者的的过过程程确确定定观观察察者者接接收收到到这这两两个个声声信信号号的的时时间间间间隔隔t （2）请请利利用用(1)的的结结果果，推推导导此此情情形形下下观观察察者者接接收收到的声波频率与声源发出的声波频率间到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式的关系式SvAvsxA14解解：（1）设设 t1、t2为为声声源源S发发出出
12、两两个个信信号号的的时时刻刻， 、 为为观察者接收到两个信号的时刻。观察者接收到两个信号的时刻。 则第一个信号经过则第一个信号经过( t1)时间被观察者时间被观察者A接收到，接收到，第二个信号经过第二个信号经过( t2)时间被观察者时间被观察者A接收到。接收到。且且 t2 t1 = t 设声源发出第一个信号时，设声源发出第一个信号时，S、A两点间的距离为两点间的距离为L，两个，两个声信号从声源传播到观察者的声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系过程中，它们运动的距离关系如图所示，可得如图所示，可得Svp(t1- t1)ALt1t1t1vA (t1- t1)Svp(t2- t2)ALt1t1t2vA (t2- t1)t2vst由以上各式，得由以上各式，得 题目题目下页下页15（2）设设声声源源发发出出声声波波的的振振动动周周期期为为T，这这样样，由由以以上结论，观察者接收到的声波振动的周期上结论，观察者接收到的声波振动的周期T为为 由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为声波频率间的关系为 题目题目上页上页16
