波的衍射和多普勒效應(yīng) 導(dǎo)學(xué)案-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)VIP

設(shè)計(jì)人：高中物理演員第頁(yè)3.3波的衍射和多普勒效應(yīng)班級(jí)：姓名：一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.明確波的反射和折射的定義及特點(diǎn)；2.清楚波的衍射的定義，明確衍射圖樣的特點(diǎn)及波發(fā)生明顯衍射的條件3.理解多普勒效應(yīng)及其相關(guān)解釋，并掌握多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。二、課堂任務(wù)1.波的反射（1）反射現(xiàn)象：波遇到障礙物會(huì)返回原來(lái)的介質(zhì)中繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的反射。（2）反射定律：反射線、法線與入射線在同一平面內(nèi)，反射線與入射線分居發(fā)現(xiàn)兩側(cè)，入射角i反射角i'2.波的折射（1）折射現(xiàn)象：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。（2）折射定律：sini（3）折射率：介質(zhì)b對(duì)介質(zhì)a的折射率n例1：上圖，圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等（4）反射時(shí)，頻率，波長(zhǎng)，波速，能量。（“增大”“減小”或“不變”）折射時(shí)，頻率，波長(zhǎng)，波速。（填“改變”或不變）3.波的衍射（1）定義：波可以繞過(guò)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象；（2）發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)，或者跟波長(zhǎng)相差．判斷：①若障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大很多，就不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象了；②只有橫波會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象；③聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)④在房間中可以接收到收音機(jī)和電視信號(hào)，是電磁波的衍射現(xiàn)象；例2：如圖是觀察水波衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，AB和CD是兩塊擋板，BC是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則此時(shí)______（選填“能”或“不能”）明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象，擋板前后波紋之間的距離______。（選填“相等”或“不相等”）例3：如上圖，S是波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可以左右移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)A點(diǎn)沒(méi)有明顯振動(dòng)，為了使A點(diǎn)能發(fā)生明顯振動(dòng)．可采用的方法是()A．增大波源的頻率 B．減小波源的頻率C．將N板向右移D．將N板向左移4.多普勒效應(yīng)（1）由于波源與觀察者之間,使觀察者接收到波的頻率發(fā)生變化現(xiàn)象（2）定性：波源和觀察者相對(duì)靜止，f觀察者=f波源，音調(diào)不變；波源與觀察者相互靠近時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀測(cè)者的波峰（或密部）數(shù)目變多，f觀察者>f波源，音調(diào)；波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，f觀察者<f波源，音調(diào)。例4：下圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況下,某一時(shí)刻在介質(zhì)平面中的情形,圖中的圓表示波峰。①該圖表示的是.A.干涉現(xiàn)象

B.衍射現(xiàn)象C.反射現(xiàn)象

D.多普勒效應(yīng)②波源正在移向點(diǎn)

③觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是.（3）定量：設(shè)v表示波的傳播速度，v1表示波源的速度，v2表示觀測(cè)者的速度。若波源遠(yuǎn)離觀察者，f觀察者=v若觀察者遠(yuǎn)離波源，f觀察者=例5：如右圖,S為振源,P點(diǎn)有一觀察者,振源發(fā)聲頻率為20Hz，則人聽(tīng)到的聲音的頻率為.A.當(dāng)振源S以17m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為21Hz

B.當(dāng)振源S以17m/s的速度靠近觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為19Hz

C.當(dāng)觀察者以17m/s的速度靠近察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為21Hz

D.以上說(shuō)法均不正確

例6：有一種用鋼絲操縱的做圓周飛行的飛機(jī)模型，裝有兩沖程的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力.操縱者站在圓心，在他聽(tīng)來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的.場(chǎng)邊的觀察者聽(tīng)到的聲音忽高忽低地做周期性變化.模型飛機(jī)飛行速度是90km/h，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是9000r/min，則觀察者聽(tīng)到的聲音的最高頻率是____Hz，最低頻率是Hz操縱者聽(tīng)到的聲音的頻率是______Hz.（設(shè)這時(shí)空氣中的聲速為340m/s）三、課堂總結(jié)1.①波發(fā)生反射時(shí)，頻率、波長(zhǎng)、波速不變，能量減小。②折射時(shí)，頻率不變，波長(zhǎng)、波速發(fā)生改變。③在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的。只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。2.波的反射、折射、衍射和多普勒效應(yīng)是波的傳播過(guò)程中共有的特征，不僅機(jī)械波中的聲波，電磁波中的光波也會(huì)發(fā)生。四、反思答疑