《物理 第十二章 机械波 第5课时 多普勒效应 惠更斯原理 新人教版选修34》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理 第十二章 机械波 第5课时 多普勒效应 惠更斯原理 新人教版选修34（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第5课时多普勒效应惠更斯原理课时多普勒效应惠更斯原理研究选考研究选考把握考情把握考情知识内容知识内容多普勒效应、惠更斯原理多普勒效应、惠更斯原理考试要求考试要求加试加试b教学要求教学要求1.了解多普勒效应了解多普勒效应2.了解多普勒效应的简单应用了解多普勒效应的简单应用3.初步理解多普勒效应产生的原因初步理解多普勒效应产生的原因4.了解波面、波线的概念，知道惠更斯原理了解波面、波线的概念，知道惠更斯原理5.理解球面波与平面波的传播特点理解球面波与平面波的传播特点6.会用惠更斯原理解释波的反射会用惠更斯原理解释波的反射7.会用惠更斯原理解释波的折射会用惠更斯原理解释波的折射8.会用惠更斯原理分
2、析简单的问题会用惠更斯原理分析简单的问题说明说明1.不要求推导接收频率与波源频率的关系式不要求推导接收频率与波源频率的关系式2.不要求用惠更斯原理证明波的反射定律和波的折射定律不要求用惠更斯原理证明波的反射定律和波的折射定律 知识点一多普勒效应知识点一多普勒效应基基 础础 梳梳 理理1.定义定义波波源源与与观观察察者者互互相相靠靠近近或或者者互互相相远远离离时时，接接收收到到的的_都都会会发发生生变变化化，这种现象叫做多普勒效应。这种现象叫做多普勒效应。波的频率波的频率2.成因成因(1)波波源源与与观观察察者者相相对对静静止止时时，1 s内内通通过过观观察察者者的的波波峰峰(或或密密部部)的的
3、数数目目是是_的的，观观察到的频率察到的频率_波源振动的频率。波源振动的频率。(2)当当波波源源与与观观察察者者相相向向运运动动时时，1 s内内通通过过观观察察者者的的波波峰峰(或或密密部部)的的数数目目_，观观察察到的频率到的频率_ ；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率_ 。3.应用应用(1)测车辆速度；测车辆速度；(2)测星球速度；测星球速度；(3)测血流速度。测血流速度。一定一定等于等于增加增加增大增大变小变小1.多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应。多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁
4、波也都会发生多普勒效应。2.发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率。发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率。3.当当声声源源与与观观察察者者相相互互接接近近时时，f观观察察者者变变大大，音音调调变变高高。如如图图1甲甲中中波波源源S不不动动，观观察察者由者由A向向B运动和图乙中观察者运动和图乙中观察者A不动，波源由不动，波源由S1向向S2运动。运动。当当声声源源与与观观察察者者相相互互远远离离时时，f观观察察者者变变小小，音音调调变变低低。如如图图甲甲中中波波源源S不不动动，观观察察者由者由A向向C运动。运动。要要 点点 精精 讲讲图1【例【
5、例1】 下面说法中正确的是下面说法中正确的是()A.发生多普勒效应时，波源的频率变化了发生多普勒效应时，波源的频率变化了B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解解析析当当波波源源与与观观察察者者之之间间有有相相对对运运动动时时会会发发生生多多普普勒勒效效应应，故故选选项项C正正确确；发发生生多多普普勒勒效效应应时时，观观察察者者接接收收到到的的频频
6、率率发发生生了了变变化化，而而波波源源的的频频率率并并没没有有改改变变，故故选选项项A错误，错误，B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确。正确。答案答案BCD知识点二惠更斯原理知识点二惠更斯原理1.波面和波线波面和波线(1)波面：在波的传播过程中，任一时刻波面：在波的传播过程中，任一时刻_都相同的介质质点所组成的面。都相同的介质质点所组成的面。波面为球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如图波面为球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如图2所示。所示。基基 础础 梳梳 理理图2(2)波线：与波面垂直的那些线代表了
7、波的传播方向，叫做波线。波线：与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫做波线。振动状态振动状态2.惠更斯原理惠更斯原理(1)内内容容：介介质质中中任任一一波波面面上上的的各各点点，都都可可以以看看作作发发射射子子波波的的_，其其后后任任意意时时刻刻，这些子波在波前进方向的这些子波在波前进方向的_就是新的波面。就是新的波面。(2)应应用用：如如果果知知道道某某时时刻刻一一列列波波的的某某个个_的的位位置置，还还知知道道波波速速，利利用用惠惠更更斯斯原原理理可以得到下一时刻这个可以得到下一时刻这个_的位置，从而确定波的传播方向。的位置，从而确定波的传播方向。波源波源包络面包络面波面波面波面波面要要
8、 点点 精精 讲讲1.对惠更斯原理的理解对惠更斯原理的理解(1)惠惠更更斯斯原原理理中中，同同一一波波面面上上的的各各点点都都可可以以看看做做子子波波的的波波源源。子子波波波波源源的的频频率率与与波波源的频率相等。源的频率相等。(2)波线的指向表示波的传播方向。波线的指向表示波的传播方向。(3)在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直。在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直。(4)球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线。球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线。(5)利利用用惠惠更更斯斯原原理理可可以以解解释释平平面面波波和和球球面面波波的的
9、传传播播、波波的的衍衍射射、干干涉涉和和折折射射现现象象，但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。2.对波的反射与折射的理解对波的反射与折射的理解(1)波的反射：反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。波的反射：反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。(2)波的折射：在波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。波的折射：在波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。(3)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同的介质中的传播速度不同。波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同的介质中的传播速度不同。【例【例2】 关于对惠更斯原理的理解
10、，下列说法正确的是关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()A.同一波面上的各质点振动情况完全相同同一波面上的各质点振动情况完全相同B.同一波面上的各质点振动情况可能不相同同一波面上的各质点振动情况可能不相同C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D.无论怎样的波，波线始终和波面垂直无论怎样的波，波线始终和波面垂直解解析析按按照照惠惠更更斯斯原原理理：波波面面是是由由任任意意时时刻刻振振动动情情况况完完全全相相同同的的点点构构成成的的面面，故故A正正确，确，B错；由波面和波线的概念，不难判定错；由波面和波线的概念，不难判定C、D正确。正确。答案答案AC
11、D【例【例3】 在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为()A.室内空气不流动室内空气不流动 B. .室内声音多次反射室内声音多次反射C.室内声音发生折射室内声音发生折射 D. .室内物体会吸附声音室内物体会吸附声音解析解析在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。答案答案 B1.下面描述没有利用多普勒效应的是下面描述没有利用多普勒效应的是()A.利利用用在在地地球球上上接接收收到到遥遥远远天天体体发发出出的的光光波波的的频频率率来来判判
12、断断遥遥远远天天体体相相对对于于地地球球的的运运动速率动速率B.交交通通警警察察向向行行驶驶中中的的汽汽车车发发射射一一个个已已知知频频率率的的超超声声波波，波波被被运运动动的的汽汽车车反反射射回回来来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声可判断飞行的炮弹是接近还是远去有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声可判断飞行的炮弹是接近还是远去解解析析凡凡是是波波都都具具有有多多普普勒勒效效
13、应应，因因此此利利用用光光波波的的多多普普勒勒效效应应便便可可以以测测定定遥遥远远星星体体相相对对地地球球运运动动的的速速率率；被被反反射射的的超超声声波波，相相当当于于一一个个运运动动的的物物体体发发出出的的超超声声波波，其其频频率率发发生生变变化化，由由多多普普勒勒效效应应的的计计算算公公式式可可以以求求出出运运动动物物体体的的速速度度；铁铁路路工工人人是是根根据据振振动动的的强强弱弱而而对对列列车车的的运运动动做做出出判判断断的的；炮炮弹弹飞飞行行，与与空空气气摩摩擦擦产产生生声声波波，人人耳耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故只有选项接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故只有选
14、项C不是利用多普勒效应。不是利用多普勒效应。答案答案C2.根据多普勒效应，下列说法正确的是根据多普勒效应，下列说法正确的是()A.当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率一定发生变化当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率一定发生变化B.当波源与观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低当波源与观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C.当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D.当波源与观察者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低当波源与观察
15、者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低解解析析当当波波源源与与观观察察者者的的相相对对距距离离减减小小时时，观观察察者者单单位位时时间间内内接接收收到到的的完完整整波波的的个个数数增增多多，即即观观察察者者接接收收到到的的频频率率比比波波源源发发出出的的频频率率高高；当当二二者者的的相相对对距距离离增增大大时时，观观察察者者单单位位时时间间内内接接收收到到的的完完整整波波的的个个数数减减少少，即即观观察察者者接接收收到到的的频频率率比比波波源源发发出出的的频频率率低低。当当波波源源与与观观察察者者有有相相对对运运动动，但但距距离离不不变变时时(如如圆圆周周运运动动)，则则不不会
16、会出出现现多多普普勒勒效效应应，选选项项A错错误误；当当波波源源与与观观察察者者同同向向运运动动时时，二二者者的的距距离离可可能能增增大大，也也可可能能减减小小，也也可可能能不不变变，选选项项B错错误误；当当波波源源与与观观察察者者相相向向运运动动时时，二二者者的的相相对对距距离离减减小小，故故选选项项C正正确确；当当波波源源与与观观察察者者反反向向运运动动时时，二二者者的的相相对对距距离离增增大大，选选项项D正确。正确。答案答案CD3.下列关于惠更斯原理的说法正确的是下列关于惠更斯原理的说法正确的是()A.惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象B.惠更斯原理
17、能够解释波的衍射现象惠更斯原理能够解释波的衍射现象C.介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源D.惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系解解析析惠惠更更斯斯原原理理解解释释了了波波的的传传播播相相关关的的问问题题，所所以以能能够够解解释释波波的的反反射射现现象象和和折折射射现现象象，故故A正正确确；同同样样对对波波的的衍衍射射现现象象，惠惠更更斯斯原原理理也也可可以以解解释释，但但不不能能解解释释衍衍射射现象与孔或障碍物大小的关系，故现象与孔或障碍物大小的关系，故B、C正确
18、，正确，D错误。错误。答案答案ABC4.如图如图3所示，所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A.2与与1的波长、频率相等的波长、频率相等 ，波速不等，波速不等 B.2与与1的波速、频率相等，波长不等的波速、频率相等，波长不等C.3与与1的波速、频率、波长相等的波速、频率、波长相等 D.3与与1的频率相等，波速、波长均不等的频率相等，波速、波长均不等 解解析析反反射射波波的的波波长长、频频率率、波波速速与与入入射射波波都都应应该该相相等等，故故A、B错错误误；折折射射波波的的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故C错误，错误，D正确。正确。答案答案 D图3
