4波的衍射、干涉、多普勒效应 第二讲
高三物理 波的干涉、衍射和多普勒效应
高三物理 波的干涉、衍射和多普勒效应一、考点聚焦1、波的叠加，波的干涉、衍射现象 Ⅰ2、声波、超声波及其应用 Ⅰ3、多普勒效应 Ⅰ二、知识扫描1、波的衍射现象：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。
发生明显衍射的条件是，孔、缝、障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多。
一切波都能发生衍射，衍射是拨特有的现象。
2、波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续传播；在他们重叠的区域内，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分别引起的位移的矢量和。
3、波的干涉：两列相干波叠加，使得某些区域振动加强，某些区域振动减弱，并且振动加强区域和振动减弱区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉，形成的图样叫做波干涉图样。
产生干涉的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。
一切波都可能发生干涉，干涉是波特有的现象。
4、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到波的频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。
当波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率等于波源的频率。
当波源和观察者相对靠近时，观察者接收到的频率大于波源的频率。
当波源和观察者相对远离时，观察者接收到的频率小于波源的频率。
一切波都能发生多普勒效应。
设波源S 振动的频率为f ，波源和观察者A 孝沿同一直线运动，相对于地面的速度分别为v S 和v A 。
波在介质中的传播速度为v p ，且v S <v p ，v A <v p ，那么观察者接收到的频率为f v v v v f SP A P --='. 三、好题精析例1 两列相干波的振幅分别为A 1和A 2，某时刻介质中质点P 的位移大小为A 1+A 2，那么〔 〕A 、质点的振幅一直为A 1+A 2B 、质点的振幅再过半个周期为∣A 1—A 2∣C 、质点的位移大小一直为A 1+A 2D 、质点的位移大小再过半个周期为A 1+A 2〖解析〗相干波的叠加是稳定的，所以A 选项正确，B 选项错误；此刻，P 正在波峰，半个周期后P 点将运动到波谷，所以D 选项正确，C 选项错误；〖点评〗振动的位移是随时间变化的，而振动的振幅是不变的〔无阻尼振动中〕。
光的衍射和光的多普勒效应 (2)
汇报人：
光的衍射定义： 光在传播过程 中遇到障碍程 中遇到尺寸与 波长相近或小 于波长的障碍 物时，才会发
生衍射现象
光的衍射类型： 分为菲涅耳衍 射和夫琅禾费 衍射两种类型
多普勒效应对光的衍射的影响：多普勒效应会导致光波的频率变化，从而影响光的衍射现象。当光源向观 察者运动时，观察者观察到的光波频率会增加，光的波长会变短，导致衍射现象减弱；当光源远离观察者 运动时，观察者观察到的光波频率会减小，光的波长会变长，导致衍射现象增强。
实验验证：可以通过实验来验证多普勒效应对光的衍射的影响。例如，可以使用激光束和衍射板等实验器材来观察不同 速度的运动光源对光的衍射现象的影响。
现象：当光源和观察者之间有相对运动时，观察到的光的频率会发生变化 原理：光的多普勒效应是由于光源和观察者之间的相对运动引起的 应用：在医学、天文学等领域有广泛应用 例子：救护车的警笛声在接近和远离观察者时，音调会发生变化
光的多普勒效应：当光源和观察者 之间有相对运动时，观察者接收到 的光的频率会发生变化，这种现象 称为光的多普勒效应。
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光的衍射对多普勒效应的影响：当光在衍 射过程中遇到障碍物时，光的传播方向会 发生改变，从而导致观察者接收到的光的 频率发生变化，产生多普勒效应
添加 标题
实验验证：通过实验可以观察到，当光在 衍射过程中遇到障碍物时，观察者接收到 的光的频率会发生变化，从而验证了光的 衍射对多普勒效应的影响
光的衍射与多普勒效应的关系：光在传播过程中遇到障碍物时，会发生衍射现象。当光源和观察者之间有相对运动时， 观察者会观察到光的频率变化，这就是多普勒效应。
医学领域：用于检测血液 流动和心脏功能
选修3-4波的干涉、衍射、多普勒效应
在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由 于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频 率发生了变化．
多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波， 电磁波和光波也会发生多普勒效应．
4、多普勒效应的应用
有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车 的运动方向和快慢.
有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞 行的炮弹是接近还是远去.
2.当火车进站鸣笛时，我们可听到的声
调___A_____
A．变高 B．不变高 C．越来越沉 D．不知声速和火车车速，不能判断
B
3.关于多普勒效应下列说法中正确的是 • A、只有声波才有多普勒效应 • B、光波也有多普勒效应 • C、只有机械波才有多普勒效应 • D、电磁波不能发生多普勒效应
4.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
3.衍射的实质：振动的形式和能量传到障碍物后方的 阴影区域中。
4.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.
5.说明：衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍 射．
二、波的叠加
1、波传播的独立性
几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征 （频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的 方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样互不干扰.
（宇2）宙临中床的上星应球用都多在普不勒停效地应运:动彩．色测多量普星勒球超上声某诊些断元系统 素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止
（时3）医发雷生光达向的测人频速体率仪内对发照射，频就率可已以知算的出超星声球波靠，近超或声远波离被我 （雷们达4检勒）血的称的，效查军频管 “速多应机事率中 彩度谱。动应变的 超．勒交车用化血 ”导通速(，流 ，E航度警-反可就仪3的向“射以能行雷望知后检进达楼道又查测中”被心血速的仪脏流预仪车器、的警也辆接大速机是发收脑度)利射脉，和．用频冲测 眼这这率多出 底种种已普反 血方多知勒射 管法普的波 的俗
波动现象干涉衍射和多普勒效应
波动现象干涉衍射和多普勒效应波动现象干涉、衍射和多普勒效应波动现象是物理学中的重要概念，涉及到干涉、衍射和多普勒效应等现象。
在本篇文章中，我们将深入探讨这些现象的原理及其在现实生活中的应用。
一、干涉现象干涉是指两个或多个波相遇时产生的叠加现象。
它是典型的波动现象之一。
当波的振动形式相同时，它们可能会出现相长和相消两种结果。
干涉现象可以通过光的干涉、声波的干涉等来进行实验观察。
例如，我们常见的光干涉现象中，两束光线经过半透明薄膜或物体后产生干涉，形成明暗交替的干涉条纹。
这种现象的应用广泛，如在干涉仪、偏光片等光学器件中都有重要的应用。
二、衍射现象衍射是波通过障碍物或波波相遇后发生偏折达到传播的现象。
它是波动现象中普遍存在的现象。
衍射现象具有波动的基本特性，它可以解释光线的弯曲、扩散等现象。
在实际生活中，我们可以通过光通过狭缝衍射而形成的衍射花纹来观察和研究衍射现象。
例如，放射性衍射仪、天线和声波衍射等都是衍射现象的应用。
三、多普勒效应多普勒效应是指当波源和观察者相对运动时，由于波的传播速度不变而引起的频率变化现象。
它是波动现象中的一种重要现象，广泛应用于声学和光学领域。
多普勒效应在声学中的应用十分广泛，如警笛声的变化、强调音调的超声探测器、飞机和汽车的运动声以及射电天文学中的红移和蓝移等。
在光学中，多普勒效应可以解释星体的红移和蓝移现象，对于测量天体的速度和距离具有重要意义。
综上所述，波动现象中的干涉、衍射和多普勒效应是具有重要意义的现象。
它们在现实中的应用不仅帮助我们理解自然界的规律，还在物理学、天文学、声学等领域得到广泛应用。
对于进一步研究和探索波动现象，我们需要不断深入思考和实验，以加深对这些现象的理解和应用。
波的干涉和衍射多普勒效应
波的干涉是指两个或多个波在空间相 遇时，它们相互叠加产生振幅变化的 现象。
多普勒效应则是指波源和观察者相对 运动时，观察者接收到的波频率与波 源发出的波频率不同的现象。
重要性及应用
波的干涉和衍射多普勒效应在物理学、工程学、生物学 等领域有着广泛的应用。
在医学领域，超声成像和核磁共振等技术利用波动原理 进行人体内部结构的无损检测。
非相干干涉
两个或多个不同频率的波 源产生的波在空间相遇时， 由于频率不同而产生的干 涉现象。
多波源干涉
多个波源产生的波在空间 相遇时，由于各波源产生 的波具有不同的相位差而 产生的干涉现象。
03
波的衍射
衍射现象
衍射是波在遇到障碍物或孔洞时，绕过障碍物继 续传播的现象。
当波遇到障碍物时，会按照一定的规律分布到各 个方向上，形成衍射现象。
干涉现象不仅存在于机械波，如声波、水波等，也存在于电磁波，如光波等。
干涉条件
频率相同
只有频率相同的波才能产生干涉现象。
振动方向相同
只有振动方向相同的波才能产生干涉现象。
具有稳定的相位差
只有具有稳定的相位差的波才能产生干涉现 象。
干涉的分类
01
02
03
相干干涉
两个或多个同频率的波源 产生的波在空间相遇时， 由于具有稳定的相位差而 产生的干涉现象。Fra bibliotek6结论
本章内容的总结
波的干涉和衍射是多普勒效应 的重要表现，它们在物理学、 工程学和生物学等领域有着广
泛的应用。
干涉和衍射的产生与波的相干 性和波动性密切相关，通过理 解干涉和衍射的原理，我们可 以更好地解释多普勒效应的现
象和规律。
本章介绍了干涉和衍射的基本 原理，以及多普勒效应的概念 和产生机制，并通过实验和计 算分析了多普勒效应的应用实 例。
2024高考物理一轮复习--机械波专题(三)-- 波的干涉、衍射、多普勒效应
波的干涉、衍射、多普勒效应一、波的干涉和衍射现象多普勒效应1、波的干涉和衍射2、多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有相对运动(距离发生变化)。
(2)现象：观察者感到频率发生变化。
(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。
3、多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．(2)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大．(3)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．(4)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率．二、波的干涉现象中振动加强点、减弱点的两种判断方法1.公式法某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。
①当两波源振动步调一致时若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动加强；若Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)，则振动减弱。
①当两波源振动步调相反时若Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)，则振动加强；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动减弱。
2.波形图法在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而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为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，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。
三、针对练习1、（多选）在坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速v ＝200 m/s.已 知t ＝0时，波刚好传播到x ＝40 m 处，如图所示，在x ＝400 m 处有一接收器(图中未画出)， 则下列说法正确的是( )A ．波源开始振动时方向沿y 轴正方向B ．从t ＝0开始经过0.15 s ，x ＝40 m 处的质点运动路程为0.6 mC ．接收器在t ＝1.8 s 时才能接收到此波D ．若波源向x 轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz 2、（多选）如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x ＝－0.2 m 和x ＝1.2 m 处，两列波的速度均为v ＝0.4 m/s ，两列波的振幅均为A ＝2 cm.图示为t ＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此时刻平衡位置处于x ＝0.2 m 和x ＝0.8 m 的P 、Q 两质点刚开始振动，质点M 的平衡位置处于x ＝0.5 m 处，关于各质点运动情况判断正确的是( )A ．t ＝0.75 s 时刻，质点P 、Q 都运动到M 点B ．x ＝0.4 m 处，质点的起振方向沿y 轴负方向C ．t ＝2 s 时，质点M 的纵坐标为4 cmD ．0到2 s 这段时间内，质点M 通过的路程为20 cm3、在匀质轻绳上有两个相距10m 的波源S 1、S 2，两波源上下振动产生两列绳波，可将其看作简谐波。
波的干涉和衍射物理课件PPT
三.衍射: 波绕过障碍物的现象,波发生明显衍射的条件是: 障碍物或小孔的尺寸比波长小或能与波长相比.
四.声波.超声波和次声波: 1.能引起人耳感觉的声波频率范围是20-20000Hz, 频率大于20000Hz的声波叫超声波,频率小于20Hz 的称为次声波.
2.能把回声和原声区分开来的最小时间间隔是0.1 秒.
六、波的干涉、衍射、多普勒效应
一.叠加:
两列波相遇时.分离后都能保持其原有特性(f.A.λ. 振动方向)沿原来方向传播,在两列波重叠的区域里, 任一个质点的总位移,都等于两列波分别引起的矢 量和. 二.干涉:
频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强, 某些区域的振动减弱,,并且振动加强的区域和振 动减弱的区域互相间隔.设若两列波源到p点的距 离之差为△r=kλ(k=0.1.2.....)(即波长整数倍) 时,p点振动加强;当△r=(2k+1)λ/2(k=0.1.2. . 即半波长的奇数倍)时,p点振动减弱.
D.C处质点的振幅为2A.
S2 由题目条件可知,a.b.c所在 的中垂线为振动加强区域,直线 上各点的振幅均为2A,但这些质点都在振动,位移 不断变化.
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59.若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 52.所有不能打败我的，都使我变得坚强，也使我变得柔软，因为我从中学会了悲悯。我不感谢那些折磨，但是，假如必须承受的话，我会试着去明白这一切在我生命中的意义，然后跨过它、克 服它。
16.不要把自己活得像落难者一样，急着告诉所有人你的不幸。你所经历的在别人眼里只是故事，成长本来就是一个孤立无援的过程，你要努力强大起来，然后独当一面。 31.不要沉沦，在任何环境中你都可以选择奋起。 38.为了不损及莫大的成功，神不能不渗近一滴苦涩的味儿。——希尔提 59.生无一锥土，常有四海心。 17.人生不过如此，且行且珍惜，每一次的失败，都是成功的伏笔；每一次的考验，都有一份收获；每一次的泪水，都有一次醒悟；每一次的磨难，都有生命的财富。 21.小时侯，幸福是很简单的事；长大了，简单是很幸福的事！ 75.成功之本取决于人的心理素质、人生态度和才能资质。除了这些还要具有高远的志向和实现目标的专心致志的毅力。特别是专注于一的精神，更有利于助人成功。 73.累了想想光头强，饿了想想灰太狼，走在人生的道路上，哪有理由不坚强……你羡慕别人的收入，却不知他日日夜夜的艰辛。你羡慕她说走就走的自由，却不知道她为这份自由付出的代价。 不要羡慕，去努力！
高中物理 第12章 机械波 4 波的衍射和干涉 5 多普勒效应课件4高二选修34物理课件
12/9/2021
第一页，共三十三页。
[学习目标] 1.通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特 征．知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件．知道 衍射现象是波特有的现象.2.了解波的叠加原理.3.通过实验，认识 波的干涉现象和波的干涉图样．知道波发生明显干涉现象的必要 条件．知道干涉现象是波所特有的现象.4.知道波源的频率和观察 者接收到频率的区别.5.知道什么是多普勒效应．(不要求进行定量 计算)6.了解多普勒效应的一些应用．
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第五页，共三十三页。
二、波的干涉 1．波的叠加原理 两列波相遇时能够保持各自的运动特征．在重叠的区域里， 质点同时参与这两列波引起的振动，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． 2．干涉现象 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．
第二十五页，共三十三页。
规律三 对多普勒效应的理解 多普勒效应的产生不是取决于观察者距波源多远，而是取决 于观察者相对于波源的运动速度的大小和方向．两者相互靠近时， 观察者接收到的频率变高，相互远离时，接收到的频率变低．
12/9/2021
第二十六页，共三十三页。
【例题 3】 飞机在空中由远处飞来，又逐渐远去，对于一 观察者而言，他听到飞机的轰鸣声音频率的变化是( )
第十五页，共三十三页。
【解析】 任何时候都会产生衍射现象，当障碍物的尺寸远 大于波长时，衍射现象不明显，所以选项 A 错，一切波都能发生 衍射，选项 C 错；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔 的宽度或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，所以选项 B 是正确的；声波的波长在 1.7 cm 到 17 m 之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由 于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项 D 也是正确 的．
2025高考物理复习机械波课件教案练习题
波形的隐含性形成多解 几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。这样，波形
就有多种情况，形成波动问题的多解性。
2．解决波的多解问题的一般思路
(1)首先找出造成多解的原因，比如考虑传播方向的双向性，可先假设波向
右传播，再假设波向左传播，分别进行分析。
(2)根据周期性列式，若题目给出的是时间条件，则列出t＝nT＋Δt(n＝0，
√CD．．t该＝列34 绳T时波，的质波点速P为3和8TPa5相位相同
由t＝
3 4
T时的波形图可知，波刚好传到质点P6，
根据“上下坡”法，可知此时质点P6沿y轴正方
向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，故
t＝0时，质点P0沿y轴正方向运动，A错误；由 题处图，故可速知度，为在零t＝，34BT错时误质；点由P4题处图于可正知的，最在大t位＝移34 T时，质点P3沿y轴负方 向运动，质点P5沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，C错误；
当n＝1时，T＝0.4 s，即波的周期可能为0.4 s，
8
B正确；波的传播速度v＝ λ ＝ 2.8 m/s＝ 20
√A．波速为2 m/s √B．波向左传播
C．x＝3 m处的质点在t＝7 s时 位于平衡位置
√D．质点P在0～7 s时间内运动的路程为70 cm
由题图(a)可知波长λ＝4
m，由题图(b)可知，周期T＝2
s，波速v＝
λ T
＝
2 m/s，A正确；由于x＝2 m处质点t＝0时沿y轴负方向运动，所以波向
左传播，B正确；x＝3 m处质点在t＝7 s时即经过3.5个周期位于波峰位
√A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的周期为4 s
√C．在0～0.05 s时间内，平衡位置x＝2 cm处
高中物理人教选修34课件：12.4 波的衍射和干涉
(2)发生明显衍射现象的条件:狭缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟
波长差不多或比波长小。
(3)一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
光也是一种波,为什么通常我们看到的光却沿直线传播而没有发
生明显的衍射现象呢?
提示:光波的波长很短,在0.4~0.7 μm范围内,此波长跟一般障碍物
质呢?
提示:尽管这几种声波在空气中相遇,但它们之间互不影响,依然
能识别各自的特性,这是因为波的传播具有独立性。
3.波的干涉
(1)实验及现象
①实验:波源是固定在同一个振动片上的两根细杆,当振动片振
动时,两根细杆周期性地触动水面,形成两个波源,这两个波源发出
的是相位相同、频率相同、振动方向也相同的两列波。
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。
6.振动加强的点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波谷,
它们都在平衡位置附近振动,有的时刻位移为零。只是振幅为两列
波振幅之和,显得振动剧烈。
7.振动减弱点的振动始终减弱,它位移的大小始终等于两列波分
别引起位移的大小之差,振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振
动加强的点;而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的
点,A正确。e位于加强点的连线上,仍为加强点;f位于减弱点的连线
上,仍为减弱点,B错误。相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随
时间变化,C错误。因形成干涉图样的介质的质点也是不停地做周
期性振动,经半个周期步调相反,D正确。故正确选项为A、D。
一
二
三
二、对波的干涉现象的理解
1.波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。
理解波的干涉衍射和多普勒效应
理解波的干涉衍射和多普勒效应理解波的干涉、衍射和多普勒效应波动现象是自然界中普遍存在的一种物理现象，波的干涉、衍射和多普勒效应是波动现象中的重要概念。
深入理解这些现象对于掌握波动理论以及应用于实际问题具有重要意义。
一、波的干涉波的干涉是指两个或多个同类波同时在空间中存在、相互叠加产生新的波动现象。
干涉现象不仅存在于光学中，也存在于其他领域，如声波、水波等。
波的干涉可以分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况。
1. 构造性干涉构造性干涉发生在两个波峰或两个波谷相遇时，它们互相增强并形成干涉图案，使干涉现象可观察到。
构造性干涉是因为两个波的相位存在恒定的差值，导致波的叠加结果具有较大的振幅。
2. 破坏性干涉破坏性干涉发生在波的波峰和波谷相遇时，它们互相抵消并形成节点。
破坏性干涉是因为两个波的相位存在180°的差值，导致波的叠加结果几乎为零。
二、波的衍射波的衍射是指波在遇到障碍物或穿过狭缝时发生偏折和扩散的现象。
在波的衍射过程中，波传播的方向会改变，波的幅度也会发生变化。
1. 衍射的条件波的衍射需要满足以下两个条件：(1) 波长与障碍物或狭缝尺寸的大小相当；(2) 障碍物或狭缝的尺寸与波长相比较小。
2. 衍射现象在波传播的过程中，波是从波源向各个方向辐射出去的。
当波遇到一个障碍物或穿过一个狭缝时，波将沿着不同的方向传播。
这种波的偏折现象称为衍射。
衍射造成波的能量分散，形成衍射图案，衍射的程度与波的波长和障碍物或狭缝的尺寸有关。
三、多普勒效应多普勒效应是指当波源或接收者相对于介质运动时，观察到的波的频率和波长发生改变的现象。
多普勒效应在光学、声学以及电磁学等领域中都有应用。
1. 静止观察者与运动波源当观察者静止不动时，波源相对于观察者运动，观察者在接收到波时会感知到一个频率和波长的改变。
当波源靠近观察者时，观察者会感受到较高的频率和短波长；当波源远离观察者时，观察者会感受到较低的频率和长波长。
2. 运动观察者与静止波源当观察者相对于介质运动时，观察者在接收到波时也会感知到一个频率和波长的改变。
波的干涉与衍射-多普勒效应
波的干涉与衍射多普勒效应一、波的衍射1．衍射的含义波传播过程中，偏离直线传播的方向而绕过障碍物或小孔继续向前传播的现象，称为波的衍射．2．产生明显衍射现象的条件（1）产生明显衍射现象必须具备一定的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长差不多．（2）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．一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象．（3）衍射是波所特有的现象，一切波都会产生衍射现象。
有的衍射现象明显，有的衍射则不明显。
二、波的干涉1、波的叠加：（1）波的独立传播特性几列波相遇时能保持各自状态而并不相互干扰，这是波的一个基本性质。
（2）波的叠加原理两列波相遇时，该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动，此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。
波的叠加原理是波具有独立传播特性的必然结果．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以增大，也可以减小。
2、波的干涉：（1）干涉现象：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强区和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫做波的干涉。
干涉形成的稳定的图形叫干涉图样。
（2）干涉条件：相干波源，即两列频率相同相差恒定的波。
同一种类的两列波，频率相同(满足干涉条件的两列波称为相干波)（3）应该注意：①波的干涉是波叠加的一个特例．任何两列波都可以叠加，而干涉必须具备一定的条件；②在波的干涉中，加强区是指该区域内质点的振动总是加强，但加强的程度随时间也在变化，振动的振幅最大；减弱区是指该区域内质点的振动总是相消的，若振源的振幅相同则该区域的位移始终为零，若振源的振幅不同，则该区域内的某点的位移随时间发生变化，该区域内振幅最小。
即干涉时，振动加强的点始终加强(振幅增大)，振动减弱的点始终减弱(振幅减小)，但这些点在振动过程中的位移仍作着周期性的变化．（4）一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象。
波的衍射、干涉、多普勒效应 PPT课件 课件 人教课标版
2.波的干涉
• 实验：在水槽中水波的干涉
观察演示
这两个波源发出的是振动情况完全相同的两列波
• 看课本40页图：
• （1）概念： • 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加
强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振 动减弱的区域相互间隔的现象叫做波的干涉。
• 干涉是一种特殊的叠加。任何两列波都可以进 行叠加，但只有两列频率相同的波的叠加，才 有可能形成稳定的干涉。
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28、有时候，生活不免走向低谷，才能迎接你的下一个高点。
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29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。
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30、经验是由痛苦中粹取出来的。
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31、绳锯木断，水滴石穿。
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32、肯承认错误则错已改了一半。
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33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。
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34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。
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35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。
二 波的干涉
• １、波的叠加 什么是波的叠加？
进入动画
• 事实表明： １：两列波相遇时，在他们重叠的区域里，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－－波的叠加
２：两列波相遇后彼此穿过，仍然能够保持各
自的运动状态，继续传播，就像没有跟另一列 波相遇一样－－波的独立性
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80、乐观者在灾祸中看到机会；悲观者在机会中看到灾祸。
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61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。
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62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。
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63、彩虹风雨后，成功细节中。
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64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。
2019-2020年教科版物理选修3-4讲义：第2章+5.波的干涉、衍射+6.多普勒效应及答案
5．波的干涉、衍射6．多普勒效应[先填空]1．波的叠加原理(1)波的独立传播两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动状态继续传播．(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．波的干涉现象(1)定义频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱的现象．(2)干涉图样波的干涉中形成的稳定图样．(3)干涉条件频率和振动方向相同的波．(4)干涉是波特有的现象．[再判断]1．两列波相叠加就能形成稳定的干涉图样．(×)2．在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同，是声波的干涉现象．(×) 3．两个人一起说话，不会发生干涉现象．(√)[后思考]1．敲击音叉使其发声，然后转动音叉，为什么听到声音忽强忽弱？【提示】这是声波的干涉现象．音叉的两股振动频率相同，这样，两列频率相同的声波在空气中传播，有的区域振动加强，有的区域振动减弱，于是听到声音忽强忽弱．2．有人说在波的干涉图样中，加强点就是位移始终最大的点，减弱点就是位移始终为零的点，这种说法对吗？【提示】这种说法不正确．在干涉图样中的加强点是以两列波的振幅之和为振幅做振动的点，某一瞬时振动位移可能是零．同理，减弱点是以两列波的振幅之差为振幅做振动的点，它的位移不一定始终为零．1．波的叠加是无条件的，任何频率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，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强区和减弱区．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．3．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．4．振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅可能为0)，但其位移随时间发生变化．5．干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图所示．(2)特征①加强区和减弱区的位置固定不变．②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)．③加强区与减弱区互相间隔．6．振动“加强点”与“减弱点”的判断(1)理论判断法①设波源S1、S2振动情况完全相同，它们产生的两列波在同一介质中传播．对介质中的任一点P，如图离两波源距离分别是S1P、S2P，P点到波源的距离差Δx ＝S1P－S2P.a．当Δx＝nλ(n＝0,1,2, …)即距离差为波长的整数倍时，P点为振动加强点；b．当Δx＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)即距离差为半个波长的奇数倍时，P点为振动减弱点；②若两列波波源振动步调相反，则上述结论反之即可．(2)现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为振动加强点；若总是波峰与波谷相遇，则该点为振动减弱点．1．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅E．两列波的频率相同，能产生稳定的干涉图样【解析】波峰与波峰相遇处的质点振动加强，振幅为A1＋A2，而质点的位移大小在0～A1＋A2之间变化；波峰和波谷相遇处的质点，振动减弱，振幅为|A1－A2|，其位移大小在0～|A1－A2|之间变化，故B、C错，A、D对．由于两列波是相干波，故频率相同，能产生稳定的干涉图样，E正确．【答案】ADE2．如图所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x轴正方向传播(图中实线)，另一列沿x轴负方向传播(图中虚线)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向．则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点．【解析】由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和．对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱．【答案】4,82,6确定振动加强点和减弱点的技巧1．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．2．在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．3．不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．知识点二| 波的衍射现象[先填空]1．定义波绕过障碍物继续向前传播的现象．2．发生明显衍射的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多，或者比波长更小．[再判断]1．孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×)2．孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象．(√)3．超声波比普通声波的波长小．(√)[后思考]1．只有当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，才能发生波的衍射现象吗？【提示】障碍物或狭缝的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件．衍射是波特有的现象，一切波都会发生衍射现象．2．是否孔的尺寸越小，衍射现象越容易观察？【提示】不是．当孔的尺寸非常小时，衍射波的能量很弱，实际上很难观察到波的衍射．1．波的衍射是波在传播过程中所独具的特征之一，衍射是否明显，通常的衡量标准就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值dλ，比值越小，衍射现象相对越明显．2．孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条件，波的衍射没有条件．3．明显衍射发生时，并不一定能清楚地感受到，如当孔远远小于水波波长时，衍射应当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过孔的能量很小，又分布到很大的区域上，水波将非常弱，则看不清楚．3．图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B、C图)或障碍物(D，E图)，其中能发生明显衍射现象的有()【解析】图B、C中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，图E中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射．【答案】BCE4．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为多少？【解析】在水槽中激发的水波波长为λ＝vf＝0.055m＝0.01 m＝1 cm.要求在小孔后产生显著的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长．【答案】小于1 cm衍射现象的两点提醒1．障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象．2．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，也很难观察到波的衍射．知识点三| 多普勒效应[先填空]1．概念当观测者和波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同．后来这一现象就被命名为多普勒效应．2．多普勒效应的成因(1)波源S与观测者A相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，所以，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同．(2)波源相对于介质静止不动，观测者相对波源运动．当观测者朝着波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目增多，表明测得的频率大于波源振动的频率；当观测者远离波源运动时，它在单位时间内接收到的完整波数目减少，表明测得的频率小于波源振动的频率．(3)观测者相对介质静止，波源相对观测者运动．当观测者与波源两者相互接近时，接收到的频率将大于波源的频率；当二者远离时，接收到的频率将小于波源的频率．3．多普勒效应的应用(1)机械波、电磁波都会产生多普勒效应．根据频率的变化，我们可以测出波源相对于介质的速度．(2)医疗上，利用超声波的多普勒效应，可以测量心脏血流速度，为诊断提供重要依据．(3)多普勒效应在测定人造卫星位置的变化，测定流体的流速，检查车速等方面都有广泛的应用．(4)在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度．[再判断]1．声源与观察者相互靠近时，声源的频率增大．(×)2．当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应．(×)3．火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者．(√)[后思考]1．多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？【提示】能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系．2．火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？【提示】不能．坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的．1．当波源与观察者相互接近，观察者接收到的频率f观察者变大，反之观察者变小．接收到的频率f观察者2．发生多普勒效应时，不论观察者接收到的频率发生了怎样的变化，波源的真实频率并不会发生任何变化．3．多普勒效应的应用测量车辆速度；测量天体运动情况；检查病变，跟踪目的物(如导弹、云层)等等．5．下列说法中正确的是()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，观察者接收的频率发生了变化C．多普勒效应是在波源和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E．当观察者向波源靠近时，观察到波的频率变小【解析】当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C 正确．发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化．故A错，B对，而D也是正确的．当观察者向波源靠近时，会观察到波的频率变大，E错．【答案】BCD6.如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>v1.甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为________．【解析】由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1＞f0.由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2＜f0.由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0，综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2.【答案】f1、f3、f27．公路巡警开车在高速公路上巡查，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超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100 km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？【解析】(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，选项C正确．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20 m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．【答案】(1)C(2)见解析(3)见解析多普勒效应的判断方法1．确定研究对象．(波源与观察者)2．确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．3．判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．。
波的衍射和干涉、多普勒效应
2．波的干涉 7
（1）什么是波的干涉？
（2）产生干涉的条件是什么？ 两列能够发生干涉的波的波源称为相干波源。
两列波发生干涉时哪些位置振动加强，哪些位 置振动减弱？
干涉也是一切波所具有的特征。
五、多普勒效应 8
1、什么是多普勒效应？ 2、多普勒效应的成因： 3、一切波都具有多普勒效应
科学漫步:次声波与超声波 9
四衍射？
2、在什么条件下能够发生明显的衍射现象？ 3 障碍物的大小和波长差不多或比波长还要小
3、光能发生衍射现象吗？平时为何总是只闻其声， 不见其人？
结论：一切波都能发生衍射，衍射 是一切波所具有的特性。
（二）波的干涉
1．波的叠加 6
实验表明：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4位移的 矢量和。
1、人能听到的声波的频率范围是多少？ 2、什么是超声波？ 3、什么是次声波？ 4、次声波和超声波有什么应用？
y/cm
v
a
b
d
x/cm
c
波长相同的水波通过宽度不同的窄缝 波长不同的水波通过宽度相同的窄缝
波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的地方，振动加强； 波峰与波谷相遇的地方振动减弱。
思考： 振动加强点是否位移始终最大？
第2章 第3节 波的干涉和衍射 +第4节 多普勒效应及其应用
第2章第3节波的干涉和衍射+第4节多普勒效应及其应用第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用学习目标知识脉络1.了解波的叠加原理、掌握波的干涉现象及产生的条件．(重点)2．知道波的衍射现象和发生明显衍射的条件．(重点)3．了解多普勒效应及应用．(难点)波的干涉现象1．波的叠加原理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．2．波的干涉(1)定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象．(2)干涉图样：波的干涉中所形成的图样，如图2-3-1所示．图2-3-1(3)干涉条件：频率和振动方向相同的波．(4)一切波都能发生干涉，干涉现象是波的重要特征之一．[再判断]1．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大．(√)2．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化．(√)E．两列波的频率相同，能产生稳定的干涉图样【解析】波峰与波峰相遇处的质点振动加强，振幅为A1＋A2，而质点的位移大小在0～A1＋A2之间变化；波峰和波谷相遇处的质点，振动减弱，振幅为|A1－A2|，其位移大小在0～|A1－A2|之间变化，故B、C错，A、D对．由于两列波是相干波，故频率相同，能产生稳定的干涉图样，E正确．【答案】ADE2．如图2-3-3所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x轴正方向传播(图中实线)，另一列沿x轴负方向传播(图中虚线)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向．则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点．图2-3-3【解析】由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和．对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱．【答案】4,82,6确定振动加强点和减弱点的技巧1．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．2．在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．3．不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．波的衍射现象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．发生明显衍射现象的条件障碍物或狭缝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．[再判断]1．“隔墙有耳”指的是声波的衍射现象．(√)2．狭缝的宽度远大于水波的波长时，有明显的衍射现象．(×)3．当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，有明显的衍射现象．(√) [后思考]不同波长的波在传播中遇到相同大小的障碍物时，什么时候表现为直线传播，什么时候能绕过障碍物继续向前传播？【提示】取决于波长与障碍物的尺寸的关系，若波长比障碍物尺寸大或二者差不多，则表现为衍射；若波长比障碍物尺寸小很多，则表现为直线传播．[核心点击]1．关于衍射的条件：应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件．2．波的衍射实质分析：波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．3．衍射图样：图2-3-4(1)图2-3-4甲为水波遇到较宽的缝．(2)图2-3-4乙为水波遇到较窄的缝．3．关于衍射，下列说法正确的是()A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域C．衍射只有波才能发生D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射E．只有满足一定条件才能发生衍射现象【解析】波绕过障碍物或通过孔隙继续传播的现象叫做波的衍射．波在发生衍射时，其衍射区域的质点振动，因此具有能量．衍射是波特有的现象之一．小孔或障碍物只要满足条件都能发生明显的衍射现象，A、B、C正确，D错误．衍射现象只有明显不明显之说．E错误．【答案】ABC4．如图2-3-5所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔A和B以及遇到障碍物C和D之后的传播情况.【导学号：78510024】图2-3-5【解析】由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象．在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播．所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示．【答案】见解析发生明显衍射的条件实验表明，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，才能观察到明显的衍射现象．1．衍射是波所特有的现象．一切波都会产生衍射现象．2．衍射现象总是存在的，只有明显和不明显的差异．3．一般情况下，波长越大的波越容易产生明显的衍射现象．多普勒效应及其应用[先填空]1．多普勒效应由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的频率发生变化的现象．它是奥地利科学家多普勒发现的．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的完全波的个数是一定的，观察者观测到频率等于波源振动的频率．(2)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的完全波的个数增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率增加．(3)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．3．多普勒效应的应用测量车辆速度；测量天体运动情况；检查病变，跟踪目的物(如导弹、云层)等等．[再判断]1．发生多普勒效应时，波源的频率变大或变小了．(×)2．发生多普勒效应时，波源与观察者之间一定发生相对运动．(√)3．能否发生多普勒效应与观察者距波源的远近有关．(×)[后思考]有经验的铁路工人怎样从火车的汽笛声中判断出火车的运动方向？【提示】由于多普勒效应，火车驶向工人时，他听到的汽笛声声调较高，感觉到尖锐刺耳，而火车远离工人时，他听到的汽笛声声调较低，听起来较为低沉，所以工人可以根据汽笛声调的不同，确定火车的运动方向．[核心点击]1．发生多普勒效应时几种情况的比较相对位置图示结论波源S和观察者A相对介质不动f波源＝f观察者，接收频率不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 若靠近波源，由A→B则f波源＜f观察者，接收频率变高若远离波源，由A→C则f波源＞f观察者，接收频率变低若观察者A不动，波源S 运动，由S1→S2f波源＜f观察者，接收频率变高观察者接收到的频率f观察者变小．3．发生多普勒效应时，不论观察者接收到的频率发生了怎样的变化，波源的真实频率并不会发生任何变化．5．下列说法中正确的是()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，观察者接收的频率发生了变化C．多普勒效应是在波源和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E．当观察者向波源靠近时，观察到波的频率变小【解析】当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C 正确．发生多普勒效应时是接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化．故A错，B对，而D项也是正确的．当观察者向波源靠近时，会观察到波的频率变大．【答案】BCD6.如图2-3-6所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>v1.甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为____．图2-3-6【解析】由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1＞f0.由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2＜f0.由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0，综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2.【答案】f1、f3、f2多普勒效应的判断方法1．确定研究对象．(波源与观察者)2．确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．3．判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．。
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一、知识梳理1．波可以________障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射．衍射是波________的现象．__________都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而己．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似．2．只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________________，或者________________时，才能观察到明显的衍射现象．3．几列波相遇时能够保持各自的________________，继续传播，即各自的波长、频率等________________．几列波相遇时，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于几列波单独传播时引起的位移的__________，这就是波的叠加．4．频率相同的两列波叠加时，某些区域的________________、某些区域的________________，这种现象叫做波的干涉．产生干涉的两个必要条件：两列波的频率必须________，两个波源的相位差必须________________．一切波都能发生干涉，干涉也是波所________的现象．5．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．6．当波源与观察者相对静止时，观测到的频率________波源振动的频率，当波源与观察者相向运动时，观测到的频率________波源的频率；当波源与观察者相互远离时，观测到的频率________波源的频率．7．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，可以利用多普勒效应测________速度，测星球靠近或远离我们的速度，测________速度．8．在波的传播过程中，某时刻任何振动状态________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．9．介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的________，其后任意时刻，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．10．利用惠更斯原理可以确定______________________，可以解释波的衍射现象中______________________，不能解释波的________，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的________的关系．11．波遇到介质界面会____________继续传播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类似，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．二、类型题讲解（一）知识点一对波的衍射的理解1．(1)既然衍射是波的特有现象，也就是说一切波都会发生衍射现象，为什么一般情况下我们都观察不到衍射现象？(2)一般情况下，什么样的波容易产生显著的衍射现象？(3)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系是决定衍射能否发生的条件吗？2．下列关于波的衍射的说法正确的是()A．衍射是机械波特有的现象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．声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长知识点二波产生干涉的条件3．关于波的干涉，下列说法正确的是()A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能产生稳定的干涉C．不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，就能产生稳定的干涉现象D．干涉是机械波特有的现象4．两列波相叠加得到了干涉图样，则以下说法正确的是()A．两列波的频率一定相同B．两波源振动一定同步C．振动加强区与振动减弱区交替变化D．振动加强区与振动减弱区互相间隔一、发生明显衍射条件的应用技巧5．如图1所示是观察水面波衍射的实验装置．AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，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)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是()图1A．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6．已知空气中的声速为340m/s，现有几种声波：(1)周期为1/20s；(2)频率为30Hz；(3)波长为10m，它们传播时若遇到宽度均为9.5m的障碍物，能发生明显衍射现象的是()A．(1)和(2) B．(2)和(3)C．(1)和(3) D．都可以二、对干涉图样的理解技巧7．图2表示两个相干波源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()图2A．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8．当两列同频率的水波发生干涉现象时，若两列波的波峰在P点相遇，则()①质点P的振动始终加强②质点P的频率最大③质点P的位移始终最大④质点P的位移有时可能为零A．①②B．②③C．③④D．①④（二）知识点一对多普勒效应的理解1．下列说法中正确的是()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首先发现的图12．如图1，由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？知识点二发生多普勒效应的几种情况图23．如图2所示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，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)波源正在向哪处移动()A．A B．BC．C D．D(3)观察到波的频率最低的位置是()A．A B．BC．C D．D4．新型列车动车组速度可达300km/h，与该车汽笛声的音调相比，(1)站在车前方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)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？多普勒效应的应用5．公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，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，如果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100 km/h B．低于100 km/hC．等于100km/h D．无法确定6．有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？（三）知识点一对波面和波线的理解1．下列说法中正确的是()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．下列说法中不正确的是()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传播方向D．有些波的波面表示波的传播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15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，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1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m，此物体在海面上发出的声音经0.5s听到回声，则海水深为________m.三、课后练习1．关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．以上说法均不正确2．下列属于明显衍射现象的是()A．隔墙有耳B．池中假山前有水波，假山后无水波C．河中芦苇后面没有留下无波的区域D．在大山前喊话，多次听到自己的声音3．关于衍射，下列说法正确的是()A．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面B．发生衍射的同时把波源的能量传播到“衍射”区域C．衍射只有波才能发生D．只有孔才能发生衍射，一块挡板不可能发生波的衍射4．水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是()A．增大小孔尺寸B.减小小孔尺寸C．增大水波频率D．减小水波频率5．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为()A．10cm B．5mC．d>1cm D．d<1cm6．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60m的声波比波长17m的声波传播速度慢B．波长60m的声波比波长17m的声波频率小C．波长60m的声波比波长17m的声波易发生衍射D．波长60m的声波不能被反射7．如下图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离约为一个波长，则其中可能出现的图象是()8．如图3所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A 是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于()图3A．整个区域B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域D．上述答案均不对9．下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是()A．相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B．相遇之后，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图410．波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一波源在绳右端发出半个波②，频率为f2(f2＞f1)，振幅为A2，P为绳的中点，如图4所示，下列说法错误的是()A．两列波同时到达P点B．两列波相遇时P点波峰值可达到A1＋A2C．两列波相遇再分开后，各自保持原波形传播D．因频率不同，这两列波相遇不能叠加11．两列波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则()A．振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大B．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大C．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化D．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化12．水槽中步调相反的波源S1、S2发出两列波长相等的水波，设某一时刻P点恰好是两波谷相遇，则()A．这两列波能干涉B．P点始终就在波谷C．P是振动加强点D．P的位移有时可为零13．如图5所示，图5实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是()A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，质点M向O点处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置题号 1 2 3 4 5 6 7答案题号8 9 10 11 12 13答案使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰．(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30m的桥洞，桥墩直径为3m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？1．关于多普勒效应，下列说法正确的是()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．只有声波才可以产生多普勒效应2．有经验的铁路养护人员可以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B．声波的衍射现象C．声波的多普勒效应D．声波的反射现象3．频率一定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，V表示声波的速度(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4．火车上有一个声源发出频率一定的乐音．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．以下情况中，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．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1ms 或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是()A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．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39000Hz6．波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为()A．f1＝f2＝f0 B．f1＝f2>f0C．f1＝f2<f0D．f2<f0<f17．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，根据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轴正方向匀速移动，O 点是它的初始位置．图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面波的波峰位置，此时小球P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40cm处，那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是()图3A．0.05m/s；0.025 m/sB．0.1m/s；0.1 m/sC．0.15m/s；0.125 m/sD．0.2m/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轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40m，则下列说法中不正确的是()图4A．波源振动的周期为0.05sB．x＝40m处的质点在t＝0.5s时位移最大C．接收器在t＝1.0s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20Hz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()“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；当观察者相对于介质不动，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超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为340m/s，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少多大？1．人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为()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．室内物体会吸收声音2．下列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合效应C．夏日的雷声有时轰鸣不绝D．在水里的人能听到岸上的声音3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中()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0.5s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340m/s，则这个山谷的宽度约为()A．170m B．340m C．425m D．680m6．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尾声，摆了桌凳坐满了学生后这种现象减轻到似乎听不到了，这是因为______________________________________．8．在渔船上利用超声波可以探测鱼群的位置，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz的超声波后，经过0.64s收到从鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104Hz的超声波在水中的波长为2.5cm，则这群鱼跟渔船的距离为________m.9．一声波在空气中的波长为25cm，速度为340m/s.当折射入另一种介质时，波长变为80cm.求：(1)声波在这种介质中的频率；(2)声波在这种介质中的传播速度．10．一个观察者在高处用望远镜注视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680m．当木工停止击锤后，他还能听到几次击钉声？(声波在空气中的传播速度为340m/s)11．有一种示波器可以同时显示两列波形．对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同．利用此种示波器可以测量液体中的声速，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＝2000Hz，发射器与接收器的距离为x＝1.30m，求管内液体中的声速．(已知所测声速应在1300m/s～1 600 m/s之间．结果保留两位有效数字)图2。