第四課時波的特有現(xiàn)象

第四課時波的特有現(xiàn)象第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)展望高考基礎(chǔ)知識第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日一? 波的疊加和波的干涉知識講解(1)波的疊加①概念:幾列波相遇時能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播,在它們重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動,質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和.②說明:波的疊加只發(fā)生在波相遇的時候,而在波相遇之后,波各自保持原有的運動狀態(tài).第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日

(2)波的干涉①定義:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱.這種現(xiàn)象叫做波的干涉.②產(chǎn)生干涉的必要條件:兩列波的頻率必須相同.③說明:a.對振動加強點和振動減弱點的理解:不能認為加強點的位移始終最大,減弱點的位移始終最小,而是振幅增大的點為加強點,其實加強點也在做振動,位移也有為零的時刻,振幅減小的點為減弱點.第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日b.一切波都能發(fā)生干涉,跟衍射一樣,干涉也是波特有的現(xiàn)象.第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日活學(xué)活用1.如圖所示,為兩列波在空間相遇疊加,其中實線代表的甲波向右傳播,虛線代表的乙波向左傳播,則()第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日A.A、B點是振動加強點B.A、D點是振動加強點C.B、E點是振動減弱點D.D、F點是振動減弱點解析:A、F點在甲波向下振動,在乙波向下振動,故A、F點是振動加強點;同理可以判斷出D點在甲、乙兩波上都是向上振動,是振動加強點;B、E兩點是兩波的波峰和波谷相遇,故是振動減弱點,故選B、C.答案:BC第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日二? 波的衍射知識講解(1)定義:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射.(2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.(3)說明:一切波都能發(fā)生衍射.衍射是波的特有現(xiàn)象.第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日活學(xué)活用2.如圖所示,S是振源,MN是帶孔擋板,其中M固定,N可以上下移動,為了使原來不振動的A點振動起來,可采用()第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日A.增大S的頻率B.減小S的頻率C.N上移D.N下移解析:要使A振動起來,必須發(fā)生衍射,原來沒使A振動,說明孔尺寸較大,故減小孔的尺寸或使波長增大均可.由于波速v一定,要使波長增大,由v=λf知減小頻率即可,故B、C正確.答案:BC第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日三? 多普勒效應(yīng)知識講解(1)定義:由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感覺到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,叫做多普勒效應(yīng).(2)規(guī)律:當(dāng)波源與觀察者相互接近時,觀察者接收到的頻率變大;當(dāng)波源與觀察者相互遠離時,觀察者接收到的頻率變小.(3)說明:①發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源本身的頻率并沒有變化,只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化.第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日②多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象.第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日活學(xué)活用3.一列連續(xù)鳴笛的火車從鐵道上高速通過,則在鐵道邊上的人聽到的笛聲應(yīng)為()A.某一不變頻率的笛聲B.車頭經(jīng)過前笛聲頻率變高,車頭經(jīng)過后笛聲頻率變低C.車頭經(jīng)過前笛聲頻率變低,車頭經(jīng)過后笛聲頻率變高D.頻率時高時低周期性變化的笛聲第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日解析:本題考查多普勒效應(yīng),波源與接收者之間相對靠近時,接收的頻率比波源的頻率高,相對遠離時,接收的頻率比波源的頻率低,B對.答案:B第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日第二關(guān):技法關(guān)解讀高考解題技法第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日一? 波的干涉、衍射問題技法講解1.在穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中,振動加強區(qū)域和振動減弱區(qū)域的空間位置是固定不變的,振動加強區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之和,振動減弱區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之差.2.振動加強的條件是兩波源到該區(qū)域中心的距離之差等于波長的整數(shù)倍;減弱的條件是兩波源到該區(qū)域中心的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍.第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日3.加強區(qū)永遠是加強區(qū),減弱區(qū)永遠是減弱區(qū),加強區(qū)域內(nèi)各點的振動位移不一定都比減弱區(qū)內(nèi)各點的振動位移大.但加強區(qū)的振幅一定比減弱區(qū)的振幅大,因為振動的強弱是靠振幅來衡量的.4.任何波相遇都能疊加,干涉是疊加的特例,只有當(dāng)頻率相同的兩列波相遇時才能發(fā)生干涉,故“兩列波的頻率相同”是干涉能否發(fā)生的條件,不是波的疊加的條件.5.衍射在任何條件下都發(fā)生,故“障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多”是衍射是否明顯發(fā)生的條件,不是衍射能否發(fā)生的條件.第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日典例剖析【例1】如圖所示,實線表示兩個相干波源S1?S2發(fā)生的波的波峰位置,則圖中的________點為振動加強的位置,則圖中的________點為振動減弱的位置.第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日

[解析]波峰和波峰相遇的點是振動加強的點,它們連成的線為振動加強區(qū),b點在振動加強點的連線上,故b點為加強點.a點位于S2的波峰和S1的波谷上,故a點為減弱點.[答案]ba第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日【例2】如圖所示是觀察水波衍射的實驗裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個小孔,圖中已畫出波源所在區(qū)域的情況,則對于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列說法正確的是()第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日A.能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B.若將AB孔擴大,可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象C.擋板前后波紋間距相等D.AB孔不變,使波源頻率變大,能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象[解析]根據(jù)明顯衍射的條件可知A?B?C對.[答案]ABC第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日二? 波的多普勒效應(yīng)技法講解多普勒效應(yīng)的發(fā)生,需要波源與觀察者之間有相對運動,從而涉及到了兩個頻率:一是波源發(fā)出的頻率,二是觀察者接收到的頻率.波源頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù),波源一旦確定,波源的頻率也就確定了,因而波源頻率是個客觀量,不要錯誤地認為,發(fā)生多普勒效應(yīng)時波源的頻率發(fā)生了變化.觀察者接收到的頻率,等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù),它具有一定的主觀性,與波源和觀察者之間有相對運動有關(guān).第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日當(dāng)波以速度v通過接收者時,時間t內(nèi)通過的完全波的個數(shù)為

因而單位時間內(nèi)通過接收者的完全波的個數(shù),即接收頻率

若波源不動,觀察者朝向波源以速度v2運動,由于相對速度增大而使得單位時間內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù)增多,即f′=

可見接收頻率增大了.同理可知,當(dāng)觀察者背離波源運動時,接收頻率將減小.第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日若觀察者不動,波源朝向觀察者以速度v1運動,由于波長變短為λ′=λ-v1T,而使得單位時間內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù)增多,即f′=·f,可見接收頻率亦增大.同理可知,當(dāng)波源背離觀察者運動時,接收頻率將減小.

可見,發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的真實頻率不發(fā)生任何變化,只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化.第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日典例剖析【例3】如圖所示,為一個機械波的波源O做勻速運動的某一時刻的波面分布情況,圖中的圓表示波峰.第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日

(1)圖所表示的是()A.干涉現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象C.多普勒效應(yīng)D.折射現(xiàn)象[答案]C(2)波源正在移向()A.A點B.B點C.C點D.D點[答案]A第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日

(3)觀察到的頻率的最低點是()A.A點B.B點C.C點D.D點[答案]B第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日[解析](1)由于是一個機械波的波源產(chǎn)生的機械波在同一種介質(zhì)中傳播,故不會是干涉現(xiàn)象,A錯;又沒有障礙物和小孔,故也不會是衍射現(xiàn)象,一般情況下,不加特殊說明,介質(zhì)為均勻的同種介質(zhì),不發(fā)生折射現(xiàn)象,B、D也是錯的,故正確答案為C.(2)根據(jù)圖所示的波面的分布情況,左側(cè)波面密集,右側(cè)波面稀疏,因而波源O正在移向A點,故A正確.第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日

(3)根據(jù)圖所示的波面的分布,波面密集的區(qū)域波長小,頻率大,波面稀疏的區(qū)域波長大,頻率小,觀察者在B點所接收到的頻率最低,故B正確.第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日第三關(guān):訓(xùn)練關(guān)笑對高考隨堂·訓(xùn)練第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日1.兩列頻率相同的聲波,在空氣中相遇發(fā)生干涉時,()A.振動加強的質(zhì)點的位移總是最大,不隨時間而變化B.在某一時刻,振動加強的質(zhì)點的位移可能小于振動減弱的質(zhì)點的位移C.振動加強的質(zhì)點的位移隨時間不斷變化D.振動減弱質(zhì)點的振幅一定小于振動加強質(zhì)點的振幅第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日解析:兩列波相遇發(fā)生干涉時,振動加強點的振幅最大,振動減弱點的振幅最小,但振動加強點和振動減弱點的位移都隨時間不斷變化.答案:BCD第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日2.空氣中兩列波長相同的聲波發(fā)生干涉現(xiàn)象,若在某一時刻,P點處恰是兩列波的波峰相遇,Q點處是兩列波的波谷相遇,則()A.P點的振幅最大,Q點的振幅最小B.P?Q兩點的振幅均是原兩列波振幅和C.P?Q兩點的振動頻率相同D.P?Q兩點始終處于最大位移和最小位移處第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日解析:對于干涉現(xiàn)象,還應(yīng)注意不論是振動加強區(qū)還是振動減弱區(qū),各質(zhì)點都做簡諧運動,位移是周期性變化的,而不是恒定不變的.減弱區(qū)的質(zhì)點振幅比加強區(qū)質(zhì)點振幅小,加強區(qū)質(zhì)點位移最大值比減弱區(qū)的位移最大值大,但也有位移為零的時刻,加強區(qū)或減弱區(qū)位置是確定的即加強點始終加強,減弱點始終減弱.答案:BC第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日3.如圖所示兩個頻率與振動情況?振幅均相同的波的干涉圖樣中,實線表示波峰,虛線表示波谷,對疊加的結(jié)果正確的描述是()第三十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日A.在A點出現(xiàn)波峰后,經(jīng)過半個周期該點還是波峰B.B點在干涉過程中振幅始終為零C.兩波在B點的路程差是波長的整數(shù)倍D.當(dāng)C點為波谷時,經(jīng)過一個周期此點出現(xiàn)波峰答案:B第三十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日4.高頻超聲波具有很好的方向性(即集中在一定的方向上傳播),堅硬物(如石塊)容易吸收超聲波的能量,松軟的物質(zhì)則能讓其透過,目前醫(yī)學(xué)上