3.3機(jī)械波的傳播 【知識(shí)精研】高二上學(xué)期物理粵教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

機(jī)械波的傳播——反射，折射，衍射，干涉分界面波的反射波傳播過程中遇到介質(zhì)界面返回原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同．

界面介質(zhì)I介質(zhì)II法線波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象．波的折射波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同。波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生了改變(多選)以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，正確的是(

)A．潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的

C．雷達(dá)的工作原理是利用波的折射

D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象波的衍射惠更斯原理：結(jié)論：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(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。（1）衍射始終存在，只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯．（2）衍射時(shí)波長、頻率、波速都不變（3）當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長時(shí)，盡管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到。下列屬于明顯衍射現(xiàn)象的是（）A．隔墻有耳B．河中蘆葦后面沒有留下無波的區(qū)域C．池中假山前有水波，假山后無水波D．在大山前喊話，多次聽到自己的聲音拓展思考：操場播放廣播，有高音有低音，在一棟教學(xué)樓后面同學(xué)們聽到高音明顯還是低音明顯？

在一根水平長繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下，在繩上分別產(chǎn)生相向傳播的兩列波。觀察兩列波的傳播情況。

當(dāng)他們?cè)谥虚g相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，播的形狀和傳播情況都和相遇前一樣。獨(dú)立傳播原理思考：波相遇的瞬間，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是什么樣的呢？P

兩列波相遇時(shí)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)的位移的矢量和。疊加原理y1y2y3y3=y1+y2波的干涉tx10S1tx20S2tx0

疊加一起：M的振幅就是兩列波的最大位移的適量和?？梢钥闯鏊恼駝?dòng)總是最劇烈的，稱為加強(qiáng)點(diǎn)。波峰與波谷相遇的P點(diǎn)

兩列波的位移一直是等大反向的。P的位移就一直是零，它的振動(dòng)總是減弱的，稱為減弱點(diǎn)。tx10S1tx20S2tx0

在這幅圖中用實(shí)現(xiàn)將加強(qiáng)點(diǎn)連接起來，再用虛線將減弱點(diǎn)連接起來，這樣就形成了加強(qiáng)和減弱區(qū)。——干涉產(chǎn)生干涉的條件？如果兩列波振幅不同，M,N,P點(diǎn)的情況如何？M點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)，意味著它的位移始終最大，為A1+A2？頻率相同，振動(dòng)方向相同，相位差恒定。問題導(dǎo)入

在平靜的水面上，下落的雨滴激起層層漣漪，形成了復(fù)雜而美麗的圖案。這種圖案是怎樣產(chǎn)生的？一、波的疊加vv兩球碰撞，狀態(tài)改變兩列波相遇呢？

音樂會(huì)，同時(shí)聽到各種樂器的聲音。表明不同的波會(huì)同時(shí)在介質(zhì)中傳播，在他們相遇后仍能保持各自原來的頻率，波長，振幅和傳播方向不變。獨(dú)立傳播原理

在一根水平長繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下，在繩上分別產(chǎn)生相向傳播的兩列波。觀察兩列波的傳播情況。演示

當(dāng)他們?cè)谥虚g相遇后，彼此穿過，繼續(xù)傳播，播的形狀和傳播情況都和相遇前一樣。獨(dú)立傳播原理思考：波相遇的瞬間，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是什么樣的呢？P

兩列波相遇時(shí)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)的位移的矢量和。疊加原理y1y2y3y3=y1+y2A1A2APB課堂練習(xí)例1：在這個(gè)繩波左端波1的振幅是A1，另一端的波2的振幅是A2且AP=PB，則下列哪個(gè)選項(xiàng)是正確的（）A.兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)B.兩列波相遇時(shí)，P點(diǎn)的波峰可達(dá)（A1+A2）C.兩列波相遇后各自保持原來波形獨(dú)立傳播D.兩列被相遇時(shí)，繩上振幅可達(dá)（A1+A2）的質(zhì)點(diǎn)只有一點(diǎn)ACD二、波的干涉演示觀察水波的干涉

水槽中，波源是固定在同一個(gè)振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性地觸動(dòng)水面，形成兩個(gè)波源。這兩個(gè)波源發(fā)出的是頻率相同的波。兩列波的振動(dòng)方向也相同，水面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都沿上下方向?，F(xiàn)象：在兩個(gè)波源發(fā)出波的重疊區(qū)域會(huì)形成這種條紋相間的情況。思考：那為什么會(huì)形成這種現(xiàn)象呢？波峰與波峰相遇的M點(diǎn)tx10S1tx20S2tx0

疊加一起：M的振幅就是兩列波的最大位移的適量和?？梢钥闯鏊恼駝?dòng)總是最劇烈的，稱為加強(qiáng)點(diǎn)。加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的的分布3λ5λ波程（r）：質(zhì)點(diǎn)到波源的距離?rM=2λtx0?t=2T2TM點(diǎn)加強(qiáng)點(diǎn)：加強(qiáng)點(diǎn)：?r=nλ（n=0.1.2......）3.5λ5λ?rN=1.5λ?t=1.5Ttx01.5TN點(diǎn)為減弱點(diǎn)減弱點(diǎn)：波峰與波谷相遇的N點(diǎn)

兩列波的位移一直是等大反向的。N的位移就一直是零，它的振動(dòng)總是減弱的，稱為減弱點(diǎn)。tx10S1tx20S2tx0

在這幅圖中用實(shí)現(xiàn)將加強(qiáng)點(diǎn)連接起來，再用虛線將減弱點(diǎn)連接起來，這樣就形成了加強(qiáng)和減弱區(qū)。

頻率相同,振動(dòng)方向相同,相差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做干涉圖樣。

操場上裝有很多個(gè)相同的揚(yáng)聲器，并且使它們由同一個(gè)信號(hào)源帶動(dòng)，發(fā)出相同頻率的聲音。當(dāng)它們同時(shí)發(fā)聲時(shí)，若繞操場一周，將會(huì)聽到某些地方聲音加強(qiáng)，某些地方聲音減弱。做一做聲音的干涉STSE

噪聲會(huì)影響我們的日常生活，人們通常在聲源處、傳播過程中以及人耳處采取措施，以控制噪聲。聲音是一種波，通過波的干涉能夠起到消音的作用。這一原理使我們可以主動(dòng)出擊，通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來消滅噪聲。

主動(dòng)降噪技術(shù)使我們擺脫噪聲的困擾，它不僅能夠營造安靜的生活氛圍，而且能夠在機(jī)場等強(qiáng)噪聲場景下保護(hù)人們的健康。主動(dòng)降噪技術(shù)例3：在圖所描述的時(shí)刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。（1）隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凸起最高的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個(gè)方向遷移？M質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)？（2）指出圖中哪個(gè)位置是凹下最低的位置（只需指出一個(gè)）。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凹下最低的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？（3）由圖中時(shí)刻經(jīng)過

時(shí)，M質(zhì)點(diǎn)的位移有什么特點(diǎn)？課堂練習(xí)解：（1）如圖所示，凸起的最高點(diǎn)在圖中由M向P移動(dòng)。M點(diǎn)并不隨波遷移，而只在垂直于紙面的方向上運(yùn)動(dòng)。P

（2）圖中K點(diǎn)是凹下最低的位置；凹下最低的位置由K向Q移動(dòng)。K

Q

位移為0例4：已知S1和S2是兩個(gè)相干波源，實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示的是波谷，下列說法正確的是（）課堂練習(xí)A.a、c成弱兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱B.e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和堿弱點(diǎn)之間Ｃ.經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和喊弱點(diǎn)的位互換D.經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰AD課堂小結(jié)一、波的疊加①獨(dú)立傳播原理：相遇后仍能保持各自原來的頻率，波長，振幅和傳播方向不變。②疊加原理：兩列波相遇時(shí)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移等于兩列波單獨(dú)傳播時(shí)的位移的矢量和二、波的干涉

頻率相同,振動(dòng)方向相同,相差恒定的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣叫做干涉圖樣。例2：圖表示兩列頻率相同的橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。（1）描述一個(gè)周期內(nèi)M、N兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。（2）用空心小圓圈把半個(gè)周期后圖中具有最大正位移的點(diǎn)標(biāo)出來，用實(shí)心小圓點(diǎn)把半個(gè)周期后圖中具有最大負(fù)位移的點(diǎn)標(biāo)出來。（3）把圖中比較“平靜”的地方用虛線標(biāo)出來。課堂練習(xí)解：（1）M質(zhì)點(diǎn)此判處于波峰，以后一個(gè)周期內(nèi)上下振動(dòng)，N質(zhì)點(diǎn)一直處于靜止?fàn)顟B(tài)（假定兩列波的振幅相同）。如果兩列波的振幅不相同，N質(zhì)點(diǎn)還是會(huì)有小幅振動(dòng)。例3：在圖所描述的時(shí)刻，M是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一。（1）隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凸起最高的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？是不是M質(zhì)點(diǎn)在向那個(gè)方向遷移？M質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)？（2）指出圖中哪個(gè)位置是凹下最低的位置（只需指出一個(gè)）。隨著時(shí)間的推移，這個(gè)凹下最低的位置在向哪個(gè)方向移動(dòng)？（3）由圖中時(shí)刻經(jīng)過

時(shí)，M質(zhì)點(diǎn)的位移有什么特點(diǎn)？課堂練習(xí)解：（1）如圖所示，凸起的最高點(diǎn)在圖中由M向P移動(dòng)。M點(diǎn)并不隨波遷移，而只在垂直于紙面的方向上運(yùn)動(dòng)。P

（2）圖中K點(diǎn)是凹下最低的位置；凹下最低的位置由K向Q移動(dòng)。K

Q

位移為0例4：已知S1和S2是兩個(gè)相干波源，實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示的是波谷，下列說法正確的是（）課堂練習(xí)A.a、c成弱兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱B.e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和堿弱點(diǎn)之間Ｃ.經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和喊弱點(diǎn)的位互換D.經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷