[精品]新人教选修3-4高中物理第十二章第5节波的衍射学案
2020-2021高二物理3-4学案：第十二章 5多普勒效应含解析
2020-2021学年高二人教版物理选修3-4学案：第十二章5多普勒效应含解析5多普勒效应一、多普勒效应1．多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象．2．波源与观察者相对静止时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者接收到的频率等于波源振动的频率．3．当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰（或密部）的数目增加,接收到的频率增加；反之,当波源与观察者互相远离时，接收到的频率降低．奥地利有一位名叫多普勒的数学家、物理学家.1842年的某一天,他正路过铁路交叉处,恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响,音调变尖,而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低．你知道这是为什么吗？提示：多普勒对这个物理现象产生极大兴趣，并进行了研究．发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象．因为,声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化．当声源离观测者而去时,声波的波长增加,音调变得低沉,当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”．二、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的频率．然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球的速度．3．测血流速度：向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就可得血流速度．考点一多普勒效应1．多普勒效应波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫做多普勒效应．波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数．观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的．1发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化。
人教版高中物理选修34第十二章第5节
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第 5 节多普勒效应1．由于波源和观察者之间有________________ ，使观察者接收到的波的频率________________ 的现象叫多普勒效应．2．当波源与观察者相对静止时，观察到的频率________波源振动的频率，当波源与观察者相向运动时，观察到的频率________波源的频率；当波源与观察者相互远离时，观察到的频率 ________波源的频率．________速度，测星3．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，能够利用多普勒效应测球凑近或远离我们的速度，测________速度．4．关于多普勒效应，以下说法中正确的选项是()A．当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就必然会发生多普勒效应5．以下说法中不正确的选项是()A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变B．要发生多普勒效应，波源和观察者间必定有相对运动C．只有声波会发生多普勒效应D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应6．当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的音调()A．变低B．不变C．变高D．不知声速和火车车速，不能够判断看法规律练知识点一对多普勒效应的理解1．以下说法中正确的选项是()A．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D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒第一发现的图 12．如图 1，由波源 S 发出的波某一时辰在介质平面中的状况，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为 20 Hz，且不运动，而观察者在 1 s 内由 A 运动到 B ，观察者接收到多少个完好波？设波速为 340 m/s，则要让观察者完好接收不到波，他每秒要运动多少米？知识点二发生多普勒效应的几种状况图 23．如图 2 所示产活力械波的波源O 做匀速运动的状况，图中的圆表示波峰．(1) 该图表示的是 ()A．干涉现象B．衍射现象C．反射现象 D ．多普勒效应(2) 波源正在向哪处搬动 ()A． A B． BC． C D ． D(3) 观察到波的频率最低的地址是()A． A B． BC． C D ． D4．新式列车动车组速度可达300 km/h，与该车汽笛声的音调对照，(1)站在车前面路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)，站在车后方路旁的人听起来音调________( 选填“偏高”或“偏低”)．(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发出的声波频率变化了吗？(3)坐在新式列车动车组上的乘客听起来音调怎样？方法技巧练多普勒效应的应用5．公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡逻，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，若是该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速()A．高于C．等于100 km/ h100 km/hB．低于 100 km / hD．无法确定6．有经验的铁路工人为什么能够从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？1．关于多普勒效应，以下说法正确的选项是()A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D．只有声波才能够产生多普勒效应2．有经验的铁路养护人员能够从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向．他所利用的应是()A．声波的干涉现象C．声波的多普勒效应B．声波的衍射现象D ．声波的反射现象3．频率必然的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动．以u表示声源的速度，声波的速度 (u＜ V) ，ν表示接收器接收到的频率．若u 增大，则 ()A．ν增大， V 增大B．ν增大， V 不变C．ν不变， V 增大 D ．ν减小， V 不变V 表示4．火车上有一个声源发出频率必然的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下状况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是()A．观察者静止，火车向他驶来B．观察者静止，火车离他驶去C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动5．蝙蝠在洞窟中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航特别有效，这种超声脉冲是连续 1 ms 或不到 1 ms 的短促发射，且每秒重复发射几次．假设蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz ，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则以下判断正确的选项是()A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 HzB．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D ．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hzf1，波源6．波源振动的频率为 f 0，波源在介质中运动时，波源的前面介质振动的频率为后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为 ()A． f 1＝ f2＝ f0B． f1＝ f 2>f 0C． f 1＝ f 2<f 0 D ． f2<f 0<f 17．当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是()A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变8．下面哪些应用是利用了多普勒效应()A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体有关于地球的运动速度B．交通警察向前进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，依照接收到的频率发生的变化，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状况D．有经验的战士从炮弹翱翔的尖叫声判断翱翔炮弹是凑近还是远去9．如图 3 所示，让小球P 一边贴水面每秒振动 5 次，一边沿x 轴正方向匀速搬动，O 点是它的初始地址．图示为观察到的某一时辰的水面波，图中的实线表示水面波的波峰地址，此时小球P 处于波峰地址，激起的第一个波峰恰好传到40 cm 处，那么水面波的流传速度及小球P 匀速搬动的速度分别是()图3A． 0.05 m/ s； 0.025 m/ sB． 0.1 m/s； 0.1 m/sC． 0.15 m/ s； 0.125 m / sD ． 0.2 m/s； 0.1 m /s10．图 4 中，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x 轴正方向流传，波速v＝ 400 m/s.为了接收信号，在x＝ 400 m 处设有一接收器A( 图中未标出 )．已知 t＝ 0 时，波已经流传到 x＝40 m，则以下说法中不正确的选项是()图 4A．波源振动的周期为 0.05 sB． x＝ 40 m 处的质点在 t＝ 0.5 s 时位移最大C．接收器在 t＝ 1.0 s 时才能接收到此波D ．若波源向 x 轴负方向搬动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz图 511．轮船在进港途中的x－ t 图象如图 5 所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()题号123456答案题号7891011答案12.当波源有关于介质不动，观察者向波源运动时，观察者接收到的频率________(填“大于”“小于”或“等于”)波源频率；当观察者远离波源时，观察者接收到的频率______( 填“大于”“小于”或“等于”)波源频率；当观察者有关于介质不动，而波源做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率________．13．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度已经高出了声音在空气中的流传速度．假设某爆炸声在空气中的流传速度为340 m/s，一架战斗机正在爆炸点周边远离它翱翔，要使翱翔员听不到爆炸声，飞机翱翔的速度最少多大？第 5 节多普勒效应课前预习练1．相对运动发生变化2．等于大于小于3．车辆血流4． AB [当波源与观察者有相对运动时，他们之间的距离必然发生变化，其距离增大或减小，则观察者接收到的频率就相应的减小或增大，可知必发生多普勒效应，即A选项正确；而当波源与观察者运动的速度完好相同时，无相对运动，相当于二者都静止的状况，不会发生多普勒效应，故 B 选项正确， D 选项不正确；多普勒效应是颠簸过程共有的特色，这里的颠簸包括所有波的流传过程，故 C 选项不正确． ]5． C [发生多普勒效应时波源的频率不变，波源和观察者间有相对运动，A、 B 正确；多普勒效应是波共有的特色，C错误，D正确． ]6．C [火车进站鸣笛相当于波源与我们相互凑近，我们听到的声音的频率大于波源的频率，音调变高， C 正确． ]课堂研究练1． BCD [该题观察对多普勒效应的理解，当波源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应， C 正确．但波源的频率并没有发生变化， A 错．多普勒效应产生的本质是观察者接收到的频率不等于波源频率，它第一由奥地利科学家多普勒发现，B、D 正确． ]议论(1)发生多普勒效应的条件是波源和观察者之间有相对运动．(2)发生多普勒效应时，可是观察者接收的频率发生变化，而波源的频率并没有变化．2.19 个340 m剖析观察者在单位时间内接收到的完好波的个数就等于观察者接收到的频率．若是观察者不动，则 1 s 内，观察者接收的完好波的个数应为20 个，可是当观察者从 A 运动到 B 的过程中，所能接收到的完好波的个数正恰似不运动时少 1 个，即他只接收到19 个完好波．要想让观察者完好接收不到波，他必定随同所在的波峰一起运动并远离波源．由x＝ vt 得 x＝340× 1 m＝340 m，即观察者每秒要远离波源340 m.议论在理解多普勒效应时，要明确波速不因波源和观察者的运动而发生变化．3． (1)D (2)A (3)BA剖析 该图表示的是多普勒效应，波源的左边波长较小，说明波源正向左运动，所以处的观察者观察到的频率偏高，B 处的观察者观察到的频率最低．议论 当波源与观察者相对静止时， f 观察 ＝ f 波源 ；当波源与观察者相互凑近时， f观察>f 波源 ；当波原与观察者相互远离时， f 观察 <f 波源．4． (1) 偏高 偏低 (2) 偏高 汽笛发出声波的频率不变 (3)乘客听到的音调不变剖析 (1)站在列车前面的人与列车的距离在凑近，所以听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，所以听起来音调偏低．(2) 迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的声波频率不变．(3) 坐在该列车上的乘客与该列车相对静止，故听起来音调不变．议论 声音的频率变化时音调发生变化．当频率变高时，音调变高；当频率变低时，音调变低．5． A [因巡警车 (观察者 )接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在轿车后边，可判断轿车车速比巡警车车速大，应选项 A 正确， B 、 C 、 D 三项错误． ]6．见解析剖析 若火车凑近工人， 工人感觉汽笛声的音调高升， 速度越快，音调越高，反之相反．铁 路工人经过判断火车汽笛音调的高低从而判断火车的运行方向和快慢． 方法总结 多普勒效应是波共有的特色，不但机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应，发生多普勒效应时， 波源发出的频率 f 波源 不变，变化的是观察者接收到的频率f 观察． 利用 f 波源 与 f 观察 的关系能够测量一些物体的速度．课后牢固练1．C [ 多普勒效应是由于波源和观察者之间发生相对运动而产生的， 发生多普勒效应时，波源的频率不改变．所以， A 、 B 错， C 正确．所有波都能发生多普勒效应， D 错． ] 2．C [依照多普勒效应现象， 当火车运动方向凑近养护人员时， 他听到的声音音调较高，火车远离养护人员时，他听到的声音音调较低． ]3． B [由于声波的速度由介质决定，故 V 不变，据多普勒效应可知，当声源凑近接收 器时接收到的频率变高， ν增加，故 B 项正确． ]4．BD[当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增加，所以观察者接收的频率高升，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者接收到的声波的个数减少， 所以观察者接收到的频率降低， 听到乐音的音调比原来降低了．正确选项为 B 、D .]综上所述，5．7． AC [人听到的声音的频率越来越低，声源远离观察者，且远离的速度越来越大，也就是加速远离，所以 A 、C 正确． ]8． ABD [ 凡是波都拥有多普勒效应，所以利用光波的多普勒效应即可测定遥远星体相对地球远离的速度， 故 A 选项正确． 被反射的电磁波， 相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式能够求出运动物体的速度，故 B 选项正确．关于C 选项，铁路工人是依照振动的强弱而对列车的运动状况做出判断的， 故不正确． 炮弹翱翔，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D 选项正确． ]9．D [由图可知 P 振动的时间为0.4 m＝ 0.2 m/s ，P 点搬动速度为0.2 m＝2 s ，波速为 2 s2 sm/ s.]λ 20＝400 s ＝ 0.05 s ，A 正确； x ＝ 40 m 处的质点在 t ＝ 0.5 s10． BC [ 波源振动的周期 T ＝ v时仍在平衡地址， B 错误；接收器接收到此波的时间 t ＝ 400－ 40 s ＝ 0.9 s ，C 错误；由多普D 正确．]400勒效应的知识，可知11．A [由 x － t图象可知， 轮船凑近港口时的速度 v 1>v 3>v 2 ，可知 f 1>f 3 >f 2，故 A 正确．] 12．大于 小于变小13． 340 m/s剖析要使翱翔员恰好听不到爆炸声，即翱翔员正好一个声波也接收不到，故他随飞机运动的速度应与波峰前进的速度相同，即飞机应以340 m/s 的速度翱翔，远离爆炸点.第 6 节惠更斯原理1．在波的流传过程中，某时辰任何振动状态________的介质质点所组成的圆叫波面，而与波面垂直的那些线代表了波的________________ ，叫做波线．2．介质中任一波面上的各点，都能够看做发射子波的________，以后任意时辰，这些子波在波前进方向的____________就是新的波面，这就是惠更斯原理．3．利用惠更斯原理能够确定______________________ ，能够讲解波的衍射现象中______________________ ，不能够讲解波的________，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的 ________的关系．4．波遇到介质界面会____________ 连续流传的现象叫波的反射现象，机械波发生反射时与光的反射规律近似，即________________________________ ．波从一种介质射入另一种介质时，波的________________ 发生改变的现象叫波的折射现象．5．关于对惠更斯原理的理解，以下说法正确的选项是()A．同一波面上的各质点振动状况完好相同D．无论怎样的波，波线向来和波面垂直6．以下说法正确的选项是()A．入射波面与法线的夹角为入射角B．入射波面与界面的夹角为入射角C．入射波线与法线的夹角为入射角D．入射角跟反射角相等7．关于波的认识，以下说法中正确的选项是()A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布状况，用的是波的反射原理B．隐形飞机的表面涂特别隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷雨天雷声轰鸣不断是波的多次反射D．水波从深水区传到浅水区改变流传方向的现象，是波的折射现象看法规律练知识点一对波面和波线的理解1．以下说法中正确的选项是()A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波2．以下说法中不正确的选项是()A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的流传方向D．有些波的波面表示波的流传方向知识点二波的反射、折射现象中各物理量的变化3．图 1 中 1、 2、 3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()图1A． 2 与 1 的波长、频率相等，波速不等B． 2 与 1 的波速、频率相等，波长不等C． 3 与 1 的波速、频率、波长均相等D ． 3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等方法技巧练波的反射的应用技巧4．有一辆汽车以15 m/ s 的速度匀速行驶，在其正前面有一陡峭山崖，汽车鸣笛 2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v 声＝340 m/ s)5．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为 340 m/s，在海水中的波长为 4.5 m，此物体在海面上发出的声音经0.5 s 听到回声，则海水深为 ________m.()1．人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是由于A．室内空气不流动B．室内声音多次被反射C．室内声音发生折射 D ．室内物领悟吸取声音2．以下现象中属于声波反射现象的是()A．隔着墙能听到房间外面有人讲话B．音响设备制作时要考虑混杂效应C．夏天的雷声有时轰鸣不断D ．在水里的人能听到岸上的声音3．声波从声源发出，在空中向外流传的过程中()A．波速在逐渐变小B．频率在逐渐变小C．振幅在逐渐变小D．波长在逐渐变小4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则()A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D ．声波频率变大，波长不变5．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s 听到右边山坡反射回来的声音，又经过 1.5 s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为()A． 170 m B．340 m C． 425 m D． 680 m6．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的 ________提高耳朵的接收能力．7．教室中未搬入桌凳前说话常有嗡嗡的结尾，摆了桌凳坐满了学生后这种现象减少到似乎听不到了，这是由于 ______________________________________ ．8．在渔船上利用超声波能够探测鱼群的地址，当它向选定的方向发射出频率为×104 Hz 的超声波后，经过 0.64 s 收到从鱼群反射回来的反射波，已知× 104 Hz 的超声波在水中的波长为 2.5 cm，则这群鱼跟渔船的距离为 ________m.9．一声波在空气中的波长为25 cm，速度为340 m/s.当折射入另一种介质时，波长变为80 cm.求：(1) 声波在这种介质中的频率；(2) 声波在这种介质中的流传速度．10．一个观察者在高处用望远镜凝望在地上的木工以每秒 2 次的频率击钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作．若观察者距木工680 m．当木工停止击锤后，他还能够听到几次击钉声？ (声波在空气中的流传速度为340 m/s)11．有一种示波器能够同时显示两列波形．关于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同．利用此种示波器能够测量液体中的声速，实验装置的一部分如图 2 甲所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接收器所接收．图乙为示波器的显示屏，屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号．若已知发射的脉冲信号频率为 f ＝ 2 000 Hz，发射器与接收器的距离为x＝1.30 m，求管内液体中的声速．(已知所测声速应在 1 300 m/ s～ 1 600 m/ s 之间．结果保留两位有效数字 )图 2第 6 节惠更斯原理课前预习练1．相同流传方向2．波源包络面3．波的流传方向 波的流传方向 强度 大小 4．返回来 反射角等于入射角 流传方向 5．课堂研究练1．B [该题观察了波面，依照球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与是横波还是纵波没关，故 C 、 D 不正确，由此可知 B 正确．由于水波不能够在空间中流传，所以它是 平面波， A 不正确． ]议论 波源发出的波能在三维空间中流传，就能形成球面波，比方地震波．2． AD [任何波的波线都与波面相互垂直，波线表示波的流传方向，故B 、C 正确，选A 、D.]议论3． D波线代表波的流传方向且波线与波面垂直．[ 波 1、 2 都在介质 a 中流传，故 1、 2 的频率、波速、波长均相等，A 、B 错；波v1、3 是在两种不相同介质中流传， 波速不相同， 但波源没变， 所以频率相等， 由 λ＝ f 得波长不相同，故 C 错，D 对．]议论 波的频率取决于波源的振动频率，与介质没关．波速由介质决定，介质发生变化波速可能发生变化，由 v ＝ λf 知波长就会发生变化．4． 325 m剖析 若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音流传，以下列图为汽车与声波的运动过程表示图．设汽车由 A 到 C 行程为 x 1，C 点到山崖 B 距离为 x ；声波由 A 到到 C 行程为 x 2，则有 x 2＝ x 1＋ 2x ，因汽车与声波运动时间同为 t ，则B 再反射v 声 t ＝ v 汽 t ＋ 2x所以 x ＝ v 声 － v 汽 t 340－ 15 × 2＝ 2 m ＝ 325 m25．剖析声音在空气和海水中流传时频率是相同的，由 v ＝ λf 可知v气＝λ气，则 v 水＝ 340×v水λ水m/ s ＝ 1 530vt ＝ 1× 1 530× 0.5 m ＝382.5 m.m /s ，海水的深度为 h ＝ 2 2方法总结在利用波的反射解决一些问题时，注意波的反射规律与初中学习的光的反射规律近似．课后牢固练1．B [人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至反射多次，所以显得声音洪亮． ] 2． BC [反射现象是波在同一种介质中的流传，所以 B 、 C 正确．波在不相同种介质中传播是折射现象， D 不正确． A 是衍射现象． ]3．C [声波在空中向外流传时， 无论可否遇到阻挡物引起反射， 其波速只由空气介质决 定．频率 (由振源决定 )和波长 ( λ＝ v/ f)均不变，所以 A 、B 、D 错，又由于机械波是传达能量的方式，能量在流传过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C 正确． ]4． B [由于波的频率由波源决定，所以波无论在空气中还是在水中频率都不变， C 、 D错．又因波在水中速度较大，由公式v ＝ λf 可得，波在水中的波长变大，故 A 错，B 正确． ] 5．C [ 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t 1＝0.5 s ，左边的声波从发出到反射回 1 1 来所用的时间为 t 2＝ 2 s ．山谷的宽度 d ＝ 2v(t 1＋ t 2) ＝ 2× 340× 2.5 m ＝ 425 m ；故 C 正确． ]6．反射7．搬入桌凳和坐满学生后吸声面积增大，混响时间变短8． 464人教版高中物理选修34第十二章第5节11 / 11剖析 超声波在水中的 播速度v ＝ λ·f＝×10－2×× 104 m/s ＝1.45 ×103 m/ s. 所以 群到船的距离x ＝ 1 v ·t ＝ 1××103× 0.64 m ＝ 464 m.2 29． (1)1 360 Hz (2)1 088 m/s剖析 (1)声波由空气 入另一种介 ， 率不 ，由v ＝ λf得 f ＝ v 1＝ 340 Hz ＝ 1 360Hz . λ1v 1 v 2 (2) 因 率不 ，有 λ1＝ λ2，λ 2得： v 2＝ λv 11＝ 8025× 340 m/s ＝ 1 088 m/s.10．4次剖析中木工 子 生的声波属于一种 短 的 “ 脉冲波 ” ，如 所示， 脉冲的 距 d ，由于声速是 v ＝ 340 m/s.木工 的 率f ＝2 Hz .所以 d ＝ λ＝ v ＝340m ＝170 m.f2所以在 680 m 距离内有 n ＝680＝ 4 个脉冲 隔，也就是 木工停止 后 能听到4 次170声．311．× 10 m/s剖析脉冲信号的周期 T ，从示波器 示的波形能够看出， 乙中横向每一分度( 即两条 的距离 )所表示的 隔t ＝T①2其中 T ＝1②f比 乙中上、下两列波形，可知信号在液体中从 射器 播至接收器接收所用的t ＝ t(2n ＋ 1.6)③ 其中 n ＝ 0,1,2， ⋯ 液体中的声速v ＝x④t立 ①②③④ 式，代入已知条件并考 到所 声速 在1 300 m/s ～ 1 600 m /s 之 ，得x ＝v ＝t 2n ＋ 0.000 25 2n ＋ m/s当 n ＝ 1 ，解得v ＝ × 103m/s 在其范 之 ．。
高中物理 第十二章 机械波 12.5 波的衍射 新人教版选修3-4
2.关于波的衍射下列说法中正确的是（AEF ） A．在衍射现象中，波不是沿直线传播的 B．水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射 现象 C．横波能发生衍射，而纵波不能发生衍射 D．不能发生明显衍射的，必定不是波 E．衍射是一切波的特性 F．波长跟孔的宽度差不多时能发生明显衍射 现象
3.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所 能到达区域的示意图， C 情况中水波的频率最大； 情况中A水波的频率最小。
5. 已知空气中的声速为340m/s，现有几种 声波：（1）周期为0.05s；（2）频率为104Hz; （3）波长为10m．它们传播时若遇到宽度约为 13m的障碍物，发生明显衍射现象的是（ C ）
A.（1）和（2） C.（1）和（3）
B.（2）和（3） D. 都可以
6.在用水波槽做衍射实验时，若打击水 面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的 传播速度为0.05rn／s，为观察到明显的衍 射现象，小孔的直径d应为（ ） D
过程与方法:
能够运用衍射条件进行判断。
情感、态度与价值观：
了解波的衍射在生活中的应用，感受物 理与生活之间的联系。
教学重难点
★ 教学重点
波发生明显衍射现象的条件。
★ 教学难点
对波发生明显衍射现象的条件的应用。
本节导航
一、衍射现象 二、发生明显衍射的条件 三、惠更斯原理对衍射的解释
1. 定义:
知识回顾
波面和波线
上 惠更斯原理
节
内
波的反射
容 波的折射
导入新课
生活实例
在水塘里，微风激起的水波遇到 突出水面的小石子、芦苇，会绕过他 们继续传播，好象他们并不存在。
第十二章 机械波
教学目标
知识与能力:
最新人教版选修3-4高中物理12.4波的衍射和干涉教学设计
课时124 波的衍射和干涉1通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。
知道衍射现象是波特有的现象,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。
2了解波的叠加原理。
通过实验认识波的干涉现象和波的干涉图样。
3知道干涉现象是波所特有的现象。
知道波发生干涉现象的必要条件。
重点难点波的衍射的定义及发生明显衍射现象的条件;波的叠加原理、波的干涉现象、产生干涉的条件及有关计算。
教建议衍射和干涉是波特有的现象,也是生后面习光的衍射的基础。
对于波的衍射,教的关键仍在于实验的演示、观察和对实验现象的分析。
为了有助于对实验现象的分析和研究,可以在观察真实现象的同时,利用课件进行模拟,以便于使生对衍射留下更加清晰的印象。
在波的干涉习中,从波叠加的一般原理到满足相干条件下的干涉现象,生对“波是振动形式的传播”的理解得到加深,其中波的相干条件是习的难点。
导入新课泰山佛光是岱顶奇观之一。
每当云雾弥漫的清晨或傍晚,游人站在较高的山头上顺光而视,就可能看到缥缈的雾幕上,呈现出一个内蓝外红的彩色光环,这个光环将整个人影或头影映在里面,恰似佛像头上五彩斑斓的光环,故得名“佛光”或“宝光”。
你能解释这种现象吗?1波的衍射(1)定义波可以①绕过障碍物而继续传播的现象叫作波的衍射。
(2)发生明显衍射现象的条件只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长②相差不多,或者比波长③更小时,才能发生明显的衍射现象。
(3)衍射是波特有的现象,故一切波均可发生衍射现象。
“闻其声而不见其人”是④声波的衍射。
2波的叠加大量的事实和实验表明,几列波相遇时能保持各自的⑤运动特征继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波的振动,质点的位移等于几列波单独传播时⑥引起的位移的矢量和,这就是波的叠加原理。
3波的干涉(1)定义频率相同的两列波叠加时,某些区域的⑦振幅增大,某些区域的⑧振幅减小,这种现象叫作波的干涉。
(2)产生干涉的两个必要条件一是两列波的⑨频率必须相同;二是两个波的⑩相位差必须保持不变。
物理选修3-4人教新课标12.5波的衍射教案
12.5 波的衍射【【教教学学目目标标】】1．知道什么是波的衍射现象。
2．知道波发生明显衍射的条件。
3．知道衍射是波特有的现象。
【【重重点点难难点点】】1．知道波发生明显衍射的条件。
2．知道衍射是波特有的现象。
【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件、水波槽、两块挡板、两块有小孔的木板【【教教学学过过程程】】一、波的衍射1、衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。
2、衍射有的时候明显，有的时候不明显。
二、产生明显衍射的条件1、产生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
2、理解：（1）衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。
（2）衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。
（3）障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件。
（4）一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。
（5）波传到小孔 (或障碍物时)，小孔或障碍物仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔或障碍物后传播，于是就出现了偏离直线传播方向的衍射现象。
（6）当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于能量的减弱，衍射现象不容易观察到。
【例1】在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz ，水波在水波槽中的传播速度为0.05 m/s ，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d 应为： （BD ）A.10 cmB.5 mC.d ＞1 cmD.d ＜1 cm【【课课外外作作业业】】1、教材：P 5——（3）2、学海导航：P 2——4【【教教学学后后记记】】。
选修3-4第十二章第5节波的衍射教学设计(2篇)
选修3-4第十二章第5节波的衍射教学设计一、教材分析《波的衍射》是人教版高中物理选修3-4《机械波》第12章第5节的教学内容，本节课为一个课时，主要学习波的一种现象------衍射。
本节内容是对以后学习光的衍射是很好的促进。
二、教学目标1.知识目标（1）．知道什么是波的衍射现象．（2）．知道波发生明显衍射现象的条件．（3）．知道衍射是波特有的现象．2.能力目标通过生活的实例和现象，培养学生观察实验和动手操作的能力。
3.情感目标培养学生认着观察生活现象和严谨的科学态度三、重点难点重点：衍射现象及发生明显衍射现象的条件．难点：对产生明显衍射现象的条件的理解．四、学情分析本节内容较为抽象，但是和实际生活联系的比较密切，学生应该是比较容易感知和掌握的。
五、教学方法通过观察实验，感知波的衍射现象，得出发生明显衍射现象的结论六、教具和课前准备1水槽、挡板2、学生准备：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。
3、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，还有教具的准备。
七、课时安排一个课时八、教学过程：在日常生活中，我们能听到障碍物后方发出的声音，像这种波绕过障碍物或孔（缝）传播的现象是波所特有的一种现象．（一）波的衍射【演示】在水波槽里放一个小挡板，让波源发出的圆形波遇到小挡板．将实验现象用投影仪投影在屏幕上．现象：水波绕过小挡板继续传播．1．波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射．2．一切波都能发生衍射．3．衍射是波特有的现象．（二）发生明显衍射现象的条件【演示】在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，观察波源发出的水波通过窄缝后怎样传播？（1）保持水波的波长不变，改变窄缝的宽度（缝由窄到宽改变），观察波的传播情况有什么变化？将实验现象没影在屏幕上．观察到的现象：在窄缝的宽度跟波长相差不多的情况下，发生明显的衍射现象，水波绕到挡板后面继续传播．在窄缝的宽度比波长大得多的情况下，波在挡板后面的传播就如同光线沿直线传播一样，在挡板后面留下了“阴影区”．（2）保持窄缝的宽度不变，改变水波的波长（由小到大），将实验现象投影在屏幕上．可以看到：在缝宽不变的情况下，波长越长，衍射现象越明显．1．演示结论：窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象；窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显；窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象．2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象．【注意】一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件，当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过是衍射现象不明显，不易被我们观察到．【例1】在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5Hz，水波在水槽中传播速度为0.05m／s，为使实验效果更明显，使用小孔直径d应为______m．［解析］由发生明显衍射现象的条件知，当时满足要求．由知因为所以【小结】波绕过障碍物或孔（缝）传播的现象叫做波的衍射．一切彼都能发生衍射．发生明显衍射现象条件是障碍物或孔（缝）尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小．衍射是波特有的现象．四、课堂跟踪反馈1．要发生明显衍射现象必须使孔或障碍物的尺寸比波长_______或_______．2．波的衍射现象是指波______的现象；通过衍射，波能把______传到“阴影”区域，这是波的特有现象．3．如图所示，波长相同的水波通过宽度不同的孔，在a图发生了明显的_____现象，这是因为孔的宽度和波长_______的缘故；在b图，孔后面的水波是在连接波源和孔边的两条直线所限制的区域里传播，这是因为____________缘故．参考答案1．小相差不多2．绕过障碍物继续传播能量3．衍射差不多孔的宽度比波长大得多．课时12.4波的衍射和干涉1.通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征。
最新人教版高中物理选修3-4第十二章《波的衍射和干涉》
4波的衍射和干涉课堂合作探究问题导学一、波的衍射活动与探究11．波遇到障碍物时，一定发生衍射现象吗？一定发生明显的衍射现象吗？2．在观察水波衍射现象的实验中，若打击水面的振子振动频率增大，观察到的衍射现象有什么变化？迁移与应用1下列说法中正确的是（）A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象D．只有波才有衍射现象1．障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射是否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。
一切波都能发生衍射现象。
2．波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔（或障碍物）后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。
3．当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。
二、波的叠加活动与探究2两列波相遇时会发生什么现象？通过相遇区域后如何传播？迁移与应用2两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示。
当t＝2.5 s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm。
M、N两点同时参与两列波的振动，所以位移是两列波分别使之振动的位移的矢量和。
三、波的干涉活动与探究31．为什么说两列波频率相同是波产生干涉的必要条件之一？2．产生干涉时，振动加强点与减弱点的条件是什么？3．怎样理解振动加强点和减弱点？迁移与应用3如图所示为两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。
图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是（）A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰1．稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。
新人教版高中物理选修3-4第十二章机械波第5节多普勒效应学案
——教学信息分享网 第5节 多普勒效应1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。
2．能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。
一、多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的□01波的频率都会发生变化的现象。
二、多普勒效应产生的原因1．当波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是□01一定的，观察者观测到的频率□02等于波源振动的频率。
2．当波源与观察者相互靠近时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目□03增加，观测到的频率□04增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观测到的频率□05变小。
三、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射□01频率已知的超声波，同时测量□02反射波的频率，根据反射波频率□03变化的多少就能知道车辆的速度。
2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的□04频率，然后与地球上这些元素□05静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
3．测血流速度：医生向人体内发射□06频率已知的超声波，超声波被血管中的血流□07反射后又被仪器接收，测出反射波的□08频率变化，就能知道血流的速度。
判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。
( )(2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。
( )(3)只有横波才能发生多普勒效应。
( )(4)只有声波才能发生多普勒效应。
( )(5)当发生多普勒效应时，观察者接收到的波的频率可能增大，也可能减小。
( ) 提示：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√想一想炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，声波频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。
课堂任务 多普勒效应的理解及应用。
2019-2020年高中物理《12.4.2 波的干涉和衍射》导学案 新人教版选修3-4
2019-2020年高中物理《12.4.2 波的干涉和衍射》导学案新人教版选修3-4【学习目标】1、知道波的干涉和衍射现象2、掌握波的叠加3、理解波产生稳定干涉现象的条件4、理解波产生明显衍射现象的条件教学重点：波的叠加、波的衍射及发生波的干涉、衍射的条件。
教学难点：对稳定的波的干涉图样的理解。
【知识梳理】1、波的干涉（1）波的叠加原理：大量研究表明，波在相遇时仍然能够保持各自的运动状态继续传播，在相遇的区域里，介质内部的质点同时参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的位移的叠加，相遇的波一旦脱离接触又会按照原来的运动状态继续传播。
分析：在介质中选一点P为研究对象，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波峰，则引起P点向上振动；同时，波源2的振动也传播到了P点，若恰好也是波峰，则也会引起P点向上振动；这时，P点的振动就是两个向上的振动的叠加，P点的振动被加强了。
(当然，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波谷，则引起P点向下振动；同时，波源2的振动传播到了P点时，若恰好也是波谷，则也会引起P点向下振动；这时，P点的振动就是两个向下的振动的叠加，P点的振动还是被加强了。
)用以上的分析，说明什么是振动被加强。
（2）波的干涉振动频率相同和振动方向相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，稳定分部的这种现象叫波的干涉，形成的图样叫做波的干涉图样。
①振动加强位置公式：②振动减弱位置公式：3……)（3）干涉条件：和振动方向相同的波才可能互相干涉。
(3)波的干涉与叠加的关系：任何两列波都可以进行叠加，但只有两列频率相同、振动方向相同的波的叠加，才能形成干涉。
2、波的衍射（1）定义：波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象，叫做波的衍射(2)发生明显波的衍射的条件：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。
2019-2020学年高中物理 第12章 机械波学案新人教版选修3-4【共6套42页】
本套资源目录2019_2020学年高中物理第12章1波的形成和传播学案新人教版选修3_42019_2020学年高中物理第12章2波的图象学案新人教版选修3_42019_2020学年高中物理第12章3波长频率和波速学案新人教版选修3_42019_2020学年高中物理第12章4波的衍射和干涉学案新人教版选修3_42019_2020学年高中物理第12章5多普勒效应6惠更斯原理学案新人教版选修3_42019_2020学年高中物理第12章章末复习课学案新人教版选修3_41波的形成和传播[学习目标] 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道机械波的种类——横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点．(重点)4.通过对波的认识和理解，逐步提高空间想象能力．一、波的形成和传播1．波的形成当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动．这个质点又带动更远一些的质点…，绳上的质点都很快跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动，这样在整个绳子上就形成了凸凹相间的波．2．介质(1)定义：波借以传播的物质．(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动．3．机械波(1)形成：机械振动在介质中传播，形成机械波．(2)产生条件①要有波源．②要有传播振动的介质．(3)特点①介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是振动这种运动形式．②介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，可见波是传递能量的一种方式．③我们能用语言进行交流，说明波可以传播信息．二、横波和纵波1．对比定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向和波的传播方向垂直的波①波峰：凸起的最高处②波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向和波的传播方向平行的波①密部：质点分布密集的部分②疏部：质点分布稀疏的部分2.说明(1)发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播．(2)不管是横波还是纵波，如果传播的振动是简谐运动，这种波就叫简谐波．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)质点的振动位置不断转换即形成波．(×)(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动．(×)(3)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．(×)(4)如果波源停止振动，介质中的波也会立即停止．(×)(5)横波在固体、液体、气体中都能传播，纵波只能在气体中传播．(×)2.如图所示是一列沿着绳向右传播的绳波波形，此时波刚传到B点，由图可判断波源A 点开始的振动方向是________．[解析]由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，B质点此时正向上振动，所以波源A质点刚开始的振动方向向上．[答案]向上3．关于横波和纵波，下列说法正确的是( )A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫做横波B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．地震波是纵波E．声波是横波ABC[本题考查纵波和横波的概念．由定义知，ABC正确；声波是纵波，但地震波中既有横波，又有纵波，故D、E不正确．]波的形成和传播12．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同．(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同． (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后．(4)立场：各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移，且起振方向与振源的起振方向相同．(5)机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息．【例1】 如图所示是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动2、3、4…，各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t ＝0时，质点1开始向上运动，t ＝T4时，1到达最上方，5开始向上运动．问：(1)t ＝T2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t ＝3T4时，质点8、12、16的运动状态如何？[解析] 各质点在各时刻的情况，如图所示．甲乙(1)由甲图可知，t ＝T2时，质点8未到达波峰，正在向上振动，质点12,16未振动．(2)由乙图可知，t ＝3T4时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动．[答案] 见解析机械波的形成和传播特点(1)机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点．(2)就整个物体来说，呈现的现象是波动，而就构成物体的单个质点来说，所呈现的现象是振动．(3)要画另一时刻的波形图，应先确定特殊点的位置，即此时刻在平衡位置或最大位移处的点，如波源1和质点5、9、13这些点的位置确定后，其他点可顺势找出．1．关于机械波的说法中，正确的是( ) A ．各质点都在各自的平衡位置附近振动 B ．相邻质点间必有相互作用力C ．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D ．各质点也随波的传播而迁移E ．物体做机械振动，一定产生机械波ABC [振源的振动使其周围质点依次投入振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，则不可能形成机械波．故选ABC.]横波和纵波1 横波 纵波概念 在波动中，质点的振动方向和波的传在波动中，质点的振动方向和波的传播播方向相互垂直方向在一条直线上介质只能在固体介质中传播在固体、液体和气体介质中均能传播特征在波动中交替、间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象波动是介质中大量的质点受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象运动的成因物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力作用介质中的质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远传播开去，且各部分都受到指向原位置的力的作用联系(1)振动是波的起因，波是振动的传播(2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动(3)牢记波动的周期等于质点振动的周期的凹凸形状．对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是( )A．它们的振幅相同B．质点D和F的速度方向相同C．质点A和C的速度方向相同D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置E．从此时算起，质点E比F先到达波峰ADE[波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力作用跟着做受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点的振幅均相同，选项A正确；波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动．由题图可知，波源在左端，因此，质点D跟随离波源近的质点C正向上运动，质点F跟随离波源近的质点E正向下运动，两者速度方向相反，选项B错误；同理，此时质点A正向下运动，质点C正向上运动，两者速度方向也相反，选项C错误；由于此时B、C两质点都向上运动，B比C先到最大位移处，故B 比C先回到平衡位置，选项D正确，同理知选项E正确．]解答波动问题的两个关键(1)波在传播过程中，质点只在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．(2)根据质点做简谐运动的特点确定质点的位置和速度方向．2．关于横波和纵波，下列说法正确的是( )A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于横波，质点的运动方向与波的传播方向一定垂直C．形成纵波的质点随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波E．空气介质只能传播横波ABD[质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波；纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，A、B正确；无论横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误；横波不能在空气中传播，空气只能传播纵波，D正确，E错误．]课堂小结知识脉络1.认识波是振动的传播．2．知道波在传播振动形式的同时也传播能量．3．横波和纵波、波峰和波谷、密部和疏部的概念．4．机械波的形成条件.2波的图象[学习目标] 1.知道波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量.2.知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅、波长、周期等物理量.3.能根据某一时刻波的图象和波的传播方向，画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向．(重点)4.通过对波的图象的意义的了解，培养应用数学工具表达物理关系的能力．一、波的图象1．波的图象的作法(1)建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值．(3)描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．(4)连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到了这一时刻横波的图象．2．横波图象的物理意义：波的图象直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置．3．横波图象的特点：简谐波的波形为正弦曲线．二、振动图象与波动图象的对比1．由波的图象可获取的信息知道了一列波在某时刻的波形图象，如图所示，能从这列波的图象中了解到波的情况主要有以下几点：(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移．图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移．如图线上的M点的位移是2 cm.(2)可以直接看出在波的传播过程中介质中各质点的振幅A，即波的图象上纵坐标最大值的绝对值，图中的振幅A＝4 cm.(3)可以判断出沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向．2．振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象不同点物理意义表示一质点在各个时刻的位移表示某时刻各个质点的位移图象图象变化随时间延伸随时间推移比喻单人舞的录像抓拍的集体舞照片相同点及联系图象形状正弦曲线可获得的信息质点振动的振幅，位移、加速度的方向联系质点的振动是组成波动的基本要素1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)波的图象描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况．(√)(2)只有横波才能画出波的图象．(×)(3)简谐波中各质点做的是简谐运动．(√)(4)波的图象是质点的运动的轨迹．(×)(5)可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向．(√)2．如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知( )A．质点b此时位移为零B．质点b此时向－y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD．质点a再经过T2通过的路程是4 cmE．质点a再经过T2偏离平衡位置的位移是4 cmACD[由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此时为零，故A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，故B 错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d 的振幅是2 cm ，故C 正确；再过T2的时间，质点a 将运动到负向最大位移处，路程是4 cm ，位移是－2 cm ，故D 正确，E 错误．]3.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点A 在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是( )A ．波向左传播B ．波向右传播C ．质点B 向上振动D ．质点B 向下振动E ．质点C 向上振动ACE [解决该题有许多方法，现用“上下坡”法判断，若波向右传播，则A 质点处于下坡，应向上振动，由此可知波向左传播．同理可判断C 向上振动，B 向上振动．]波的图象1(1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”．可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”．(2)简谐波的图象是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动．(3)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即图象中的位移正向的最大值，波谷即图象中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．2．波的图象的周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图象不同．质点的振动位移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化．经过一个周期，波的图象复原一次．3．波的传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播，具有双向性．【例1】如图所示为某一向右传播的横波在某时刻的波形图，则下列叙述中正确的是( )A．经过半个周期，质点C将运动到E点处B．M点和P点的振动情况时刻相同C．A点比F点先到达最低位置D．B点和D点的振动步调相反E．A点和E点的振动步调相同CDE[各质点在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移，所以经过半个周期，质点C 会回到平衡位置，但不会运动到E点，A错误；M点和P点的振动情况不会相同，B错误；波向右传播，F点和A点都向上振动，A点先到达最低位置，C正确；B点和D点的振动相差半个周期，所以振动步调相反，A点和E点振动相差1个周期，所以振动步调相同，D、E 正确．]对波的图象的三点说明(1)在某一时刻各质点的位移不同，但各质点的振幅是相同的．(2)每一质点的振动规律相同，只是后一质点比前一质点振动得晚．(3)某时刻波的图象与经过一段时间后波的图象十分相似，不同的是波的图象沿波的传播方向又延伸了一段距离而已．1.如图所示为一波形图，波沿x轴负方向传播，就标明的质点而言，速度为正、加速度为负的质点是________．[解析]各质点的速度方向由带动法判断，只有R、S两质点速度向上；加速度的正负由位移正负决定，P、S两质点位移为正，加速度为负，只有S点符合以上两个条件．[答案]S振动图象与波动图象的对比质点振动方向跟波的传播方向存在着必然的联系，若知道波的传播方向，便知道波源的方位，任给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便知道它的振动方向，反之亦然．1．上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图所示．2．带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示．3．微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移．方法：作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，运动方向也就知道了，如图甲所示．甲乙4．同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图乙所示，波向右传播．5．首首相对法横波是条正(余)弦线，峰点、谷点、临界点，传播、振动方向间，首首相对(或尾尾相对)“是必然”．其意思是：峰点与谷点是振动方向改变的临界点，用箭头表示传播与振动方向，则在临界点画出的箭头必有“首首相对”(或尾尾相对)，如图所示．以上五种方法，都是以波的产生或传播作为依据，掌握这五种方法，有助于我们理解波的产生和传播，并且在以后解题中经常用到，我们应认真体会并掌握．【例2】 如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形，求：(1)该波的振幅；(2)已知该波向右传播，说明A 、B 、C 、D 各质点的振动方向．[解析] (1)波的图象上纵坐标的最大值就是波的振幅；所以该波的振幅是5 cm.(2)由于该波向右传播，所以在A 、B 、C 、D 各质点左侧各选一邻近的参考点A ′、B ′、C ′、D ′，利用带动法可以判断出B 的振动方向向上，A 、C 、D 的振动方向向下．[答案] (1)5 cm (2)见解析判断振动与波动关系的两点注意(1)在利用带动法由波传播方向确定质点振动方向时，参考点与被判点一定要在同一坡上．(2)在利用微平移法的时候，重在“微”字，Δt 一定要短，Δx 一定要小．2.(2019·全国卷Ⅰ)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )(a) (b)A ．质点Q 的振动图像与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大CDE [t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A 错误，D 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的小，质点P 的加速度比质点Q 的大，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大，选项B 错误，C 、E 正确．]课 堂 小 结知 识 脉 络1.通过描点的方法画出波的图象，理解其物理意义．2．根据波的图象和波的传播方向判断各质点振动的方向．3．根据质点振动的方向判断波的传播方向． 4．区分振动图象和波动图象.3 波长、频率和波速[学习目标] 1.知道波长的含义，能从波的图象中求波长．(重点)2.知道波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系.3.理解波长、波速和周期之间的关系，会运用公式v ＝λf 解答问题．(难点)4.掌握机械波传播过程中的周期性、多解性形成的原因和结果．一、波长、周期和频率 1．波长 (1)定义在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用λ表示． (2)特征在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻疏部或两个相邻密部之间的距离等于波长．2．周期、频率 (1)规律在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率． (2)决定因素波的周期或频率由波源的周期或频率决定． (3)时空的对应性在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长． (4)周期与频率关系周期T 与频率f 互为倒数，即f ＝1T.二、波速1．定义：波速是指波在介质中传播的速度． 2．公式：v ＝λT＝λf 3．决定因素机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同． 4．决定波长的因素：波长由波速和频率共同决定．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长． (×) (2)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期． (√) (3)不同频率的波在同一种介质中传播，波速不同． (×) (4)同一列波从一种介质进入另一种介质不变的量是频率． (√) (5)波在同一种均匀介质中是匀速向外传播的． (√)2．关于波的周期下列说法中正确的是( ) A ．质点的振动周期就是波的周期 B ．波的周期是由波源驱动力的周期决定的 C ．波的周期与形成波的介质的密度有关D ．经历整数个周期波形图重复出现，只是波形向前移动了一段距离E ．经历整数个周期波形图重复出现，质点向沿波传播的方向前进整数个波长的距离 ABD [波的周期是由质点振动的周期决定的，故A 选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B 选项正确，C 选项错误；D 选项正是波的周期性的体现，故D 正确；质点不随波迁移，E 选项错误．]3．一渔船停泊在岸边，若海浪的两相邻波峰的距离是12 m ，海浪的速度是6 m/s ，则渔船摇晃的周期是________．[解析] 海浪的波长λ＝12 m ，海浪的速度是v ＝6 m/s ，由波速公式v ＝λT得周期T＝λv ＝126s ＝2 s. [答案] 2 s波长和波速1条件，缺一不可；在波的图象中，无论从什么位置开始，一个完整的正(余)弦曲线对应的水平距离为一个波长．2．关于波长与周期：质点完成一次全振动，波向前传播一个波长，即波在一个周期内向前传播一个波长．可推知，质点振动14周期，波向前传播14波长；反之，相隔14波长的两质点的振动的时间间隔是14周期．并可依此类推．3．波速的实质：波的传播速度即波形的平移速度．波速决定于介质的物理性质，在同一种均匀介质中，波沿直线匀速传播．波在不同的介质中传播时波速一般不同．4．波速与振动速度波速与质点的振动速度不同，波速是振动形式匀速向外传播的速度，始终沿传播方向；振动速度是指质点在平衡位置附近振动的速度，大小和方向都随时间做周期性变化．5．波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变．6．波长λ、波速v 、周期T 的关系：v ＝λf ＝λT，即波长由波源和介质共同决定，也可以说成是波长由周期和波速共同决定．【例1】 如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5 s ．关于该简谐波，下列说法正确的是( )A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t ＝1 s 时，x ＝1 m 处的质点处于波峰E ．t ＝2 s 时，x ＝2 m 处的质点经过平衡位置BCE [由图象可知简谐横波的波长为λ＝4 m ，A 项错误；波沿x 轴正向传播，t ＝0.5 s ＝34T ，可得周期T ＝23 s 、频率f ＝1T ＝1.5 Hz ，波速v ＝λT ＝6 m/s ，B 、C 项正确；t ＝0时刻，x ＝1 m 处的质点在波峰，经过1 s ＝32T ，一定在波谷，D 项错误；t ＝0时刻，x ＝2 m处的质点在平衡位置，经过2 s ＝3T ，质点一定经过平衡位置，E 项正确．]波长的三种确定方法(1)根据定义确定：①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长． ②波在一个周期内传播的距离等于一个波长．(2)根据波的图象确定：①在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长．②在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长．③在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长．(3)根据公式λ＝vT来确定．1．关于波长的下列说法中正确的是( )A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C．在波形图上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长E．波长是波的空间周期性的体现ACE[机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A项正确；由波形图可见，在一个完整波形上，位移相同的相邻质点之间距离不一定等于一个波长，故B项错误；速度最大且相同的质点，在波形图上是在平衡位置上，如果相邻，那么正好是一个完整波形的两个端点，所以C项正确；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长的整数倍，故D项错误，E项正确．]波的多解问题过程中容易出现多解问题．1．造成波的多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形完全相同，时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解．②空间周期性：沿传播方向上，相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同，质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解．(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定．②振动方向双向性：质点振动方向不确定．。
人教版高中物理选修3-4第十二12.4《波的衍射和干涉》学案设计
波的衍射和干涉基本知识基本技能1．波的衍射(1)定义：波绕过障碍物继续传播的现象。
(2)实验及现象①实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。
②现象A．狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。
B．狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：波绕到挡板后面继续传播。
实例分析：单缝衍射如图所示是做衍射实验时拍下的照片。
甲中波长是窄缝宽度的3/10，乙中波长是窄缝宽度的5/10，丙中波长是窄缝宽度的7/10。
【例1】如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N 板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。
为使A处水也能发生振动，可采用的方法是()A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．移动N使狭缝的距离减小D．移动N使狭缝的距离增大解析：本题考查能发生明显衍射现象的条件。
减小波源的频率使波长增大，移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显，故B、D正确。
答案：BD2．发生明显衍射现象的条件(1)障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。
(2)波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。
(3)当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射现象十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象也不容易观察到。
【例2】如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个狭缝，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长。
则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是()A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象解析：3．波的叠加原理(1)波的独立传播：几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，即各自的波长、频率等保持不变。
高中物理第十二章机械波4波的衍射和干涉学案新人教版选修3_4
4 波的衍射和干涉一、波的衍射1．定义波绕过障碍物继续传播的现象．2．发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小．3．一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象．在日常生活中我们常遇到“不见其人,先闻其声”的现象,为什么看不到人却能听到他发出的声音呢？提示：声波的波长比较长,容易衍射,而光波波长短,不容易衍射,所以会有“不见其人,先闻其声”的现象．二、波的干涉1．波的叠加原理(1)波的独立传播：几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播．(2)波的叠加：在几列波重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．2．波的干涉(1)频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象．形成的图样常常称为干涉图样．(2)产生干涉的两个必要条件是：两列波的频率必须相同和两个波源的相位差保持不变．(3)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象．内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机在排放各种高速气流的过程中,都伴随有噪声．利用干涉原理制成的干涉型消声器可以降低这种噪声．如图所示为一台干涉型消声器的原理图．试讨论其消声原理．提示：如果有一列波长为λ的声波,沿水平管道自左向右传播,当入射波达到a 处时,分成两束相干波,它们分别通过r 1和r 2再在b 处相遇．若Δr ＝r 2－r 1恰好等于声波半波长λ2的奇数倍,即Δr ＝2k ＋1λ2时,声波干涉后的合振幅A ＝0.这就是说该频率的声能被削弱,从而达到控制噪声的目的．考点一 波的衍射1．定义：波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射．2．两种衍射现象(1)在水波槽中,在波源的前方放一个障碍物,使波源振动产生水波．当障碍物较大时波被阻挡,在靠近障碍物后面没有波,只是在障碍物较远处,波才稍微有些绕到“影子”区域里,如下图甲所示,虽然发生衍射现象,但不明显．当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进,如同障碍物不存在一样,如图乙所示,衍射现象明显．(2)在水波槽中,在波源前方放一个有孔的屏,使波源振动产生水波．当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播,如图丙所示．当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波,如图丁所示,衍射现象明显．3．发生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象．4．正确理解衍射现象(1)衍射是波特有的现象,一切波都会发生衍射现象,凡能发生衍射现象的一定是波．(2)衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异,没有“不发生衍射”之说．(3)障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是使衍射现象明显表现的条件．(4)一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象．(5)当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到．5．衍射的成因波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波),在孔(或障碍物)后传播,于是就出现了偏离直线方向传播的衍射现象．【例1】(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是( )A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生衍射现象,由于声波波长较长【导思】根据波的衍射特点和发生明显衍射的条件去分析．【解析】衍射是一切波特有的现象,所以A正确,C错误；发生明显衍射是有条件的,只有缝、孔、障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,所以B 正确；声波的波长在1.7 cm～17 m之间,一般缝、孔、障碍物与之相比都较小,所以声波容易发生衍射,D正确．【答案】ABD将一只瓶子立于水波槽中,在槽中激发水波,若想在瓶子后面看到水波绕过的现象,激发水波的振子的振动频率大些好,还是小些好？为什么？答案：见解析解析：当障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时,能发生明显的衍射现象,由于瓶子的直径已确定,故水波的振子的波长越长越好,所以,激发水波的振子的振动频率越小越好．考点二波的叠加1．波的独立性两列波相遇后,每列波将保持各自原来的波形继续向前传播,互不干扰．如图甲、乙所示,在同一直线上,向右传播的波1和向左传播的波2相遇以后,各自还是按照相遇前的波速、振幅、频率,继续沿着各自的方向传播,不会因为相遇而发生任何变化．2．波的叠加原理(1)波的叠加原理几列波相遇时能够保持各自的运动状态,继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．下图表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程．(2)波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是两个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小．两列同向波的叠加,振动加强,振幅增大．(如左下图所示)两列反向波的叠加,振动减弱,振幅减小．(如右下图所示)【例2】如图甲所示,两列相同的波沿一直线相向传播,当它们相遇时,图乙所示的波形中可能的是( )A．a和b B．b和cC．c和d D．a和d【导思】 1.两列波相遇前、后,每列波各自的运动状态发生变化吗？2．两列波相遇后,在它们重叠区域里质点的位移与各列波单独传播时的位移有什么关系？【解析】当两列波的前半个波(或后半个波)相遇时,根据波的叠加原理,前半个波(或后半个波)重叠区所有质点此刻的振动合位移为零,而两列波的后半个波形(或前半个波形)不变,b图正确；当两列波恰好完全重叠时,由波的叠加原理知所有质点的位移大小均加倍,c图正确,故正确答案为B.【答案】 B【规律总结】在两列波的重叠区域,介质质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移的矢量和．利用这一关系,这类问题可分阶段分别画出重叠时两列波各自的波形图,再根据位移合成原理画出重叠后的波形图,再与题给选项对照．(多选)在一根绳子上相向传播着波长相等的两个绳波,如图所示,在某时刻,两个绳波传播在绳上的AB段时,绳子看起来是一根直线,那么( AC )A．此时在绳子的AB段上,有些质点速度不为零B．此时在绳子的AB段上,所有质点速度都为零C．在这以后,绳子上仍然有两个绳波相互背离向相反方向传播D．在这以后,绳子将保持直线状态直至永远解析：两波在传播过程中,在其相遇的区域要进行振动的叠加,由于两列波振幅、频率相同,振动方向相反,故AB段各质点合位移为零,但有些质点合速度不为零,离开AB后的两波独立传播,所以A、C正确．考点三波的干涉1．定义：频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大,某些区域的振幅减小,这种现象叫做波的干涉．2．产生干涉的必要条件(1)两列波的频率必须相同；(2)两个波源的相位差必须保持不变．如果两列波的频率相同,则振动加强的区域总是加强,振动减弱的区域总是减弱,这样才能形成稳定的干涉图样．波的干涉是波的叠加中的一个特例．【拓展延伸】在什么条件下两列波叠加时可以产生明显的干涉图样？明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的！明显的干涉图样除了满足相干条件外,还必须满足两列波振幅差别不大．振幅越是接近,干涉图样越明显．3．振动加强点和振动减弱点如图所示,用两组同心圆表示从波源发出的两列波．相邻的实线表示波峰,虚线表示波谷,实线与虚线间的距离等于半个波长,实线与实线、虚线与虚线间的距离等于一个波长．(1)振动加强点：如果在某一时刻,某点(如图中a点)处两列波的波峰与波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷与波谷相遇,不论是波峰与波峰相遇,还是波谷与波谷相遇,质点a的位移都最大,大小等于两列波振幅的和．在a点,两列波引起的振动始终是加强的．(2)振动减弱点：如果在某一时刻,某点(如图中b点)处两列波的波峰与波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷与波峰相遇,不论是波峰与波谷相遇还是波谷与波峰相遇,质点b的位移都最小,大小等于这两列波的振幅之差．如果两波振幅相同,则这点静止．在b点,两列波引起的振动始终是减弱的．振动减弱的质点b并非一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差的绝对值.(3)振动加强点和减弱点的特点把振动加强的区域用实线连接,振动减弱的区域用虚线连接,可以看出,振动加强的区域和振动减弱的区域相互间隔．4．对波的干涉现象的理解(1)波的叠加是无条件的,任何频率的同种性质的两列波在空间相遇都会叠加．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列波的频率相同、相位差恒定,如果两列波的频率不相同,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果都不相同,看不到稳定干涉图样．(3)振动加强的点和振动减弱的点始终以波源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可为0),但其位移随时间发生变化．(4)同衍射一样,波的干涉是波特有的现象．【例3】如图所示是两列波发生的干涉图样,图中a、b、c、d、e各点的振动情况如何？(d在b、c的连线上)【导思】要知道各点的振动情况,应明确这些点是加强的点还是减弱的点．【解析】a是振动减弱点；b、c是振动加强点；d处在振动加强区上,因此也是振动加强点,只是此时刻它恰好处在平衡位置上；e点既不在振动加强区上,也不在振动减弱区上,因此它的振幅不是最大,也不是零．【答案】见解析(多选)两个振动情况完全一样的波源S 1和S 2相距6 m,它们在同种均匀介质中产生的干涉图样如图所示,图中实线表示振动加强的区域,虚线表示振动减弱的区域．下列说法正确的是( AC )A ．两波源的振动频率一定相同B ．虚线一定是波谷与波谷相遇处C ．两列波的波长都是2 mD ．两列波的波长都是1 m解析：因为形成稳定的干涉图样,所以两波源的频率一定相同,A 正确；因为S 1和S 2相距6 cm,由干涉图样可得,两列波的波长都是2 m,C 正确,D 错误；虚线是振动减弱区,是波峰与波谷相遇处,B 错误．重难疑点辨析波的干涉中加强区和减弱区的判断方法1．图象法：在某时刻的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减弱点,各自连接而成以两波源连线为中心向外辐射的连线,形成加强线或减弱线,两种线互相间隔,形成干涉图样,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间．2．公式法：当两个相干波源的振动步调一致时,到两个波源的距离之差Δs ＝nλ处是加强区,Δs ＝(2n ＋1)λ2处是减弱区(其中,n 取1,2,3…)．【典例】 S 1、S 2是两个同向的相干波源,相距4 m,激起两列相干波的波长均为λ＝2 m,则在以S 2为圆心,S 1、S 2连线为半径的圆周上共有几处振动最弱的点？【思路分析】 解答本题时首先确定圆周上任一点到两波源距离之差的范围,把物理问题转化为不等式,然后根据加强或减弱的条件写出距离之差与波长的关系,最后确定n 的取值．【解析】 两列相干波在空间内会发生稳定的干涉现象,某点振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定．当距离差Δx ＝nλ(n ＝0,1,2…)时,振动加强；当Δx ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,…)时,振动减弱．如图所示,设圆周上某点P 振动最弱,由干涉条件得S 1P －S 2P ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,±1,±2,…),而λ＝2 m,S 2P ＝4 m,S 1P 的范围为0～8 m,分别代入后可得共有8处振动减弱的点(注意是整个圆周上)．【答案】 8处1．干涉现象中那些振动加强的点或振动减弱的点是建立在两波源产生的机械波波长相同,且两波源的频率也相同的基础上的．2．如果两列频率相同而相位差不恒定的波相叠加,得到的图样是不稳定的,而波的干涉是波叠加中的一个特例,即产生稳定的叠加图样．3．如果两列波频率相同,但振幅相差很大,将不会有明显的干涉现象．因为振动加强区域与振动减弱区域都在振动,振幅差别不大．1．利用发波水槽得到的水面波形如图a 、b 所示,则( D )A ．图a 、b 均显示了波的干涉现象B ．图a 、b 均显示了波的衍射现象C ．图a 显示了波的干涉现象,图b 显示了波的衍射现象D ．图a 显示了波的衍射现象,图b 显示了波的干涉现象解析：由波的干涉和衍射概念,图a 是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图b 是两列波的传播,显示了波的干涉现象．2．(多选)下列判断正确的是( BD )A．北京天坛回音壁的回音是由声音的衍射形成的B．北京天坛回音壁的回音是由声音的反射形成的C．在墙外能听到墙内人讲话,这是声波反射形成的D．在墙外能听到墙内人讲话,这是声波衍射形成的3．下列关于两列波相遇时叠加的说法,不正确的是( A )A．相遇后振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强B．相遇后两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同C．在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起位移的矢量和D．几个人在同一房间说话,相互都听得清楚,说明波在传播过程中,互不干扰4．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波,也含有频率较低的声波,其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到,这是因为( C )A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大,能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快,最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长,容易产生衍射D．以上说法均不对解析：机械波的能量是由振幅决定的,声波在空气中的传播速度都相同,故选项A、B错误；由v＝λf知,v一定,f小,λ大,则频率低的声波波长较长,易发生衍射,能在较远处听到,故C 正确,D错误．5．(多选)当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,下列说法正确的是( ABD )A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振幅最大C．质点P的位移始终最大D．质点P的位移有时为零解析：在稳定干涉情况下,两列波波峰在P点相遇说明P点振动加强,因此P点到两波源的波程差为波长的整数倍,所以A、B项对．但质点位移是两列波引起位移的矢量和,它随时间周期性变化．所以C错,D对．。
高中物理 第十二章 4波的衍射和波的干涉教案 新人教版选修3-4(2篇)
波的衍射和波的干涉一、教学目标1．在物理知识方面的要求：(1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。
(2)知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象；知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道衍射现象的特点。
(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。
2．通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。
通过观察波的独立前进，波的叠加和水波的干涉现象，认识波的干涉条件及干涉现象的特征。
二、重点、难点分析1．重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。
2．难点是对稳定的波的干涉图样的理解。
三、教具水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪。
四、主要教学过程(一)引入新课我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。
当波纹遇到障碍物后会怎样？如果同时投入两个小石子，形成了两列波，当它们相遇在一起时又会怎样？本节课就要通过对现象的观察，对以上现象进行初步解释。
(二)教学过程设计主要思想是：遵照教材的编写意图，按“观察现象，归纳特征，而后得出结论”的大顺序进行教学。
观察中注意引导，分析中注意启发。
1．波的衍射(1)波的衍射现象首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大。
然后，在水槽中放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。
由此给出波的衍射定义。
波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。
再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。
看教材中的插图，解释“绕过障碍物”的含义。
(2)发生明显波的衍射的条件在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察：①在不改变波源的条件下，将障碍屏的孔由较大逐渐变小。
可以看到波的衍射现象越来越明显。
由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显。
②可能的话，在不改变障碍孔的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。
可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越明显。
由此指出：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。
人教版物理选修3-4《波的衍射和干涉》导学案
12.4 波的反射和折射(惠更斯原理)
【学习目标】
1．知道什么是知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理。
2．认识波的反射、折射现象，并能用惠更斯原理进行解释。
【知识要点】
一、惠更斯原理
内
容：。
波面、波线概
念；。
二、惠更斯原理的应用：
解释反射、折射、衍射、散射现象
1．波的反射与折射
当波传播到两种介质的分界面时，一部分反射形成，另一部分进入介质形成。
反射定
律：。
折射定
律：。
填表：波在反射、折射时的频率、波速和波长
*2．波的衍射现
象： 。
*3．波的散射现
象： 。
12.4 波的反射和折射(惠更斯原理)
一、惠更斯原理
内容： 介质中任一波阵面上的各点， 都是发射子波的新波源，其后任意时刻，这些子波的包络面就是新的波面 。
波面、波线概念； 略 。
二、惠更斯原理的应用：
解释反射、折射、衍射、散射现象
1．波的反射与折射
当波传播到两种介质的分界面时，一部分反射形成 反射波 进入介质形成
折射波 。
反射定律： 入射线、反射线和界面的法线在同一平面上；反射角等于入射角。
折射定律： 入射线、折射线和界面的法线在同一平面上； 111222
sin sin v i n r v λλ=== 。
填表：波在反射、折射时的频率、波速和波长
*2．波的衍射现象：波可以绕过障碍物继续传播的现象。
*3．波的散射现象：如果介质中存在许多悬浮粒子，当波动传到这些粒子后，这些粒子将成为新的波源向四周发射次级波，这一现象叫做波的散射。
高中物理第十二章第五节波的衍射学案新人教版选修
第十二章机械波5.波的衍射【学习目标】1、知道什么是波的衍射现象。
2、知道波发生明显衍射现象的条件。
3．知道衍射是波的特有现象。
【重点难点】发生明显衍射现象的条件波的衍射特征【课前预习】1.像水波可以绕过水中的石块、树叶等障碍物而继续传播的现象叫做波的衍射。
2.在波长一定的情况下，障碍物的尺寸越小衍射现象越明显；在障碍物的尺寸一定的情况下，波长越长衍射现象越明显。
3.大量的实验表明：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象。
衍射是波特有的现象，故一切波均可发生衍射现象。
4.能够引起听觉的声波波长范围是1.7cm～17m之间，与一般的障碍物的尺寸相比相差不大，因能发生明显的衍射；而可见光的波长范围约在0.4～0.7μm之间，与一般障碍物的尺寸相比非常小，故通常情况下不能发生明显衍射，因此通常说光沿直线传播。
【预习检测】1．波长为0.01m的超声波，在经过某一小孔时发生了明显的衍射现象，则这个小孔的可能直径为（）A．大约为1m左右B．大约为0.01m左右C．大约为0.1cm左右D．大约为0.1m左右2．波长为60m和17m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是（）A．波长为60m的声波比波长为17m的声波传播速度慢B．波长为60m的声波比波长为17m的声波频率小C．波长为60m的声波比波长为17m的声波容易发生衍射D．波长为60m的声波不能被反射3．关于波的衍射，下列说法中错误的是（）A．衍射是一切波的特性B．波长与孔的宽度差不多时，能发生明显衍射C．波长比孔的宽度小得越多，衍射现象越不明显D．波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显【参考答案】【预习检测】1.B2.B3.D▲ 堂中互动▲【典题探究】例1 下列说法正确的是（ ）A ．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射B ．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显C ．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象D ．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象解析：衍射是波特有的现象，一切波都能产生衍射现象，所以A 错；光也是一种波，因而光也能发生衍射现象，所以C 错；只有当障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多或更小时，才会发生明显的衍射现象，所以B 错误；由于声波的波长较大，所以易发生明显的衍射现象，而光波的波长较小，所以很难观察到光波的明显衍射现象，D 正确．拓展：一切波都能发生衍射现象，只有明显与不明显之分，波长较大的波易观察到明显衍射现象．日常中能观察到哪些波的衍射现象？（例：声波、水波）例2 如图所示，S 是振源，MN 是带孔的挡板，其中M 固定，N 可以上下移动，为了使原来不振动的A 点振动起来，可采用的办法是（ ）A ．增大S 的振动频率B ．减小S 的振动频率C ．N 上移D ．N 下移解析：本题以比较灵活的形式考查明显衍射条件．要使A 振动起来，则S 振动产生的波必须经小孔发生明显衍射，原来A 未振动，说明孔的尺寸太大，所以应使孔减小，C 选项正确；当然A 未振动的另一个原因是波长太小，在v 一定的前提下，要增大波长则必须减小S 的振动频率，所以B 正确．拓展：现在水波槽中只有一个振源，要想获得两个波源，你用什么办法可以做到？（提示：从波的衍射角度思考，如将一双孔木板置于水槽中）例3 已空车气中的声速为340m/s ，现有几种声波：（1）周期为201s ；（2）频率为104Hz;（3）波长为10m ．它们传播时若遇到宽度约为13m 的障碍物，发生明显衍射现象的是（ ）A ．（1）和（2）B ．（2）和（3）C ．（1）和（3）D ．都可以解析：考查发生明显衍射现象的条件．首先由v=λ·f ＝Tλ计算各种波的波长．题中三种声波的波长分别为λ1＝vT ＝340×201m ＝17m ；λ2=fv =0.034m ；λ3=10m ．因为λ1大于障碍物的宽度，所以能发生明显衍射现象，λ2远小于障碍物的宽度，因而不能发生明显的衍射现象；λ3与障碍物的宽度相差不多，也能发生明显衍射现象，所以C 正确．拓展：如何判断一列波能否“绕”过障碍物或小孔？（障碍物或小孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小时）例4.有一障碍物的高度为10m ，下列波衍射现象最朋显的是（ ）A ．波长为40m 的波B ．波长为9．9m 的波C ．频率为40Hz 的声波D ．频率为5000MHz 的电磁波（v ＝3.0×108m ／s ）解析:题中几列波的波长分别是λA ＝40m ，λB ＝9．9m ，λC =40340m ＝8.5m ，λD ＝68105000103⨯⨯m=0.06m ．由波明显衍射条件知，λA = 40m ，大于障碍物的尺寸，而其余波长都小于障碍物的尺寸，所以A 正确．。
2019年人教版高中物理选修3-4导学案：12.4-5波的干涉和衍射、多普勒效应(无答案)
波的干涉和衍射、多普勒效应制案：盛宝范审核：祁祥兰学习目标：1.知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样；2.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件；3.知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象。
4.了解多普勒效应知识要点：一. 波的叠加原理：1. 波的独立性：两列波相遇后，每列波仍像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播。
2. 波的叠加原理：在两列波的相遇区域，任何一个质点的位移都等于。
注：任意两列同种波都可叠加。
二. 波的衍射1. 衍射现象：2. 发生明显衍射的条件：注：（1）衍射无需条件（2）波长越大，衍射越明显3．“闻其声而不见其人”是声波的___________现象。
4．和是波特有的现象。
三. 波的干涉1. 干涉现象：两列波叠加时，某些区域振动，某些区域振动，并且振动和的区域互相的现象。
（形成稳定的干涉图样）2. 干涉条件：注：（1）波的干涉是波的叠加的特例。
（2）在干涉区域，各质点形成新的振幅，加强区域振幅加大，减弱区域振幅减小（甚至为零），但各点的位移仍做周期性变化。
3. 加强、减弱的条件：对于振动步调一致的两列波干涉时，波距两振源间距为21,S S ，则距离差为21S S S -=∆. 当λn s =∆时，振幅为21A A +；2/λλ+=∆n s 时，振幅为21A A - 。
四．多普勒效应1.由于___________之间有相对运动，使观察者感到___________发生变化的现象叫做多普勒效应，如果二者相互接近，观察者接收到的频率___________，如果二者远离，观察者接收到的频率___________.2.铁路工人可以通过火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢，如果汽笛声变得尖细，则火车___________（填“靠近”或“远离”）工人；课中案例题1.一介质中两列频率相同，振动步调一致的横波互相叠加，则 ( )A ．波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的B ．振动最强的点经过T/4后恰好回到平衡位置，因而该点的振动是先加强，后减弱C ．振动加强区和减弱区相间隔分布，且加强区和减弱区不随时间变化D ．加强区的质点某时刻位移可能是零例题2. 下列关于波的衍射说法正确的是（ ）A 、衍射是一切波特有的现象B 、对同一列波，缝、孔或障碍物越小， 衍射现象越明显C 、只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D 、声波容易发生衍射现象，由于声波波长较大例题3.如图表示两个相干波源S 1、S 2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是 ( )A．a、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱B．e、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰例4.以下关于多普勒效应的说法中正确的是( )A.有多普勒效应时，波源的振动频率发生变化B.有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D.人与波源有相对运动时，观察到的频率一定发生变化课后案1．下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（）A．相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C．在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D．几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰2.下列说法正确的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C．听到回声是声波的衍射现象D．听到墙外人的说话声是衍射现象3.下列说法正确的是（）A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显C．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象4．两列波长相同的水波发生干涉现象，若在某时刻P点处恰好是两列波的波峰相遇，Q 点处恰好是两列波的波谷相遇，则（）A．P点振动加强，Q点振动减弱B．P、Q两点振动周期相同C．P、Q两点振动都加强D．P、Q两点始终处于最大或最小位移处5.下面哪些应用是利用了多普勒效应( )A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以便于交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去6．S1、S2是两个相同波源，这两个波源发生干涉时，在干涉区域内有a、b、c、三点，某时刻a点有波峰和波谷相遇，b点有两列波的波谷相遇，c点两列波的波峰相遇，问再经过T／2时间，振动加强的是（）A．只有a点B．只有c点C．b点和c点D．b点和a点7.如图1所示，沿一条直线相向传播的两列波的振幅和波长均相等，当它们相遇时可能出现的波形是图2所示的（）图1图28. 如图所示，S是振源，MN是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来不振动的A点振动起来，可采用的办法是（）A．增大S的振动频率B．减小S的振动频率C．N上移D．N下移9.如图所示，S1和S2是两个完全相同的振源，发出的两列波叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法中正确的是（）A、A点是加强点，C点是减弱点B、半个周期以后A点变为减弱点C、B点的振幅比C点的振幅大D、B点与S1、S2的距离差等于波长整数倍10.如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，情况中水波的频率最大；情况中水波的频率最小．。
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选修3-4第十二章第5节波的衍射案
一、预习目标
（1）通过预习知道什么是波的衍射现象．
（2）通过生活中的一些实例简单的感受一下发生明显衍射现象的条件。
二、预习内容
问题一：日常生活中我们最常见最熟悉的机械波便是声波了，对于声波大家也最了解．下面请大家考虑一个问题，如果你对着高山喊一声，过一会儿你便会听到回声，此时若在山的另一边有一个人，但此人不会听到你的声音；倘若你对着的不是高山，而是一棵大树，则此时树后面的人会听到你的声音，原因何在？
问题二：山后面的人听不到你的声音是因为声波没有传到山的后面，大树后的人听到了你的声音是因为声波传到了树的后面，像声波这样传播过程中绕过障碍物传到障碍物后面的这种现象为波的什么现象．
三、提出疑惑
同们，通过你的自主习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究案
一、习目标
（1）．知道什么是波的衍射现象．
（2）．知道波发生明显衍射现象的条件．
（3）．知道衍射是波特有的现象．
重点：衍射现象及发生明显衍射现象的条件．
难点：对产生明显衍射现象的条件的解．
二、习过程
1 发生明显衍射现象的条件
探究一：发生明显衍射现象的条件
解读：（1）当障碍物或孔的尺寸比波长小时，一定能发生明显的
衍射现象，如图104－1所示；当障碍物或孔的尺寸比波长大时，只有当“大得不多（差不多）”时，如图104－2所示，才发生明显的衍射现象．
（2）“障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多”是发生明显衍射现象的条件，但并不是发生衍射的条件，因为障碍物的大小，关系到衍射现象是否明显，而不是决定衍射现象能否发生．
（3）如果障碍物或孔的尺寸比波长大得多，则衍射现象不明显，如图104－3所示，波近似直线传播．
探究二：波的衍射特征
解读：机械波遇到障碍物或孔隙，波就会偏离原的传播方向而绕到障碍物的后面去．我们设想从波处向外射出的小球，当小球碰到障碍物时就会反弹，穿过孔后也不会绕到“阴影”中去，这说明遇到障碍物时，小球不可能像波那样产生衍射现象，因此衍射是波所特有而宏观实物粒子所不具有的性质．
2反思总结三：
(四)当堂检测
1以下关于波的衍射的说法中正确的是（）
A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显
．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显
D．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象
答案：
2下列说法正确的是（）
A．只有横波能发生衍射，纵波不能发生衍射
B．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显
．声波能发生衍射现象，光不能发生衍射现象
D．声波易发生明显的衍射现象，光不易发生明显的衍射现象
答案：D
3如图104－4所示，S是振，MN是带孔的挡板，其中M固定，N 可以上下移动，为了使原不振动的A点振动起，可采用的办法是（）
A．增大S的振动频率B．减小S的振动频率
．N上移D．N下移
答案：B
1；（2）4已空车气中的声速为340/，现有几种声波：（1）周期为
20
频率为104Hz;（3）波长为10．它们传播时若遇到宽度约为13的障碍物，发生明显衍射现象的是（）
A．（1）和（2）B．（2）和（3）．（1）和（3）
D．都可以
答案：
课后练习与提高
1下列说法正确的是（）
A．衍射是一切波特有的现象
B．对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显
．听到回声是声波的衍射现象
D．听到墙外人的说话声是衍射现象
答案：ABD
2现在水波槽中只有一个振，要想获得两个波，你用什么办法可以做到？（提示：从波的衍射角度思考，如将一双孔木板置于水槽中）练习题如图10．4－5所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，
情况中水波的频率最大；情况中水波的频率最小．
答案：c
3如何判断一列波能否“绕”过障碍物或小孔？（障碍物或小孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小时）
4 在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为005r／，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（）
A．10c B．5c ．d＞1c D．d＜1c
答案：D
5有一障碍物的高度为10，下列波衍射现象最朋显的是（）A．波长为40的波
B．波长为9．9的波
．频率为40Hz的声波
D．频率为5000MHz的电磁波（v＝30×108／）
答案：A。