【名师1号】2020高考物理 波的特有现象复习

第四课时波的特有现象

第一关：基础关展望高考

基础知识

一、波的叠加和波的干涉

知识讲解

(1)波的叠加

①概念: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位移的矢量和.

②说明:波的叠加只发生在波相遇的时候,而在波相遇之后,波各自保持原有的运动状态.

(2)波的干涉

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.这种现象叫做波的干涉.

②产生干涉的必要条件:两列波的频率必须相同.

③说明:a.对振动加强点和振动减弱点的理解:不能认为加强点的位移始终最大,减弱点的位移始终最小,而是振幅增大的点为加强点,其实加强点也在做振动,位移也有为零的时刻,振幅减小的点为减弱点.

b.一切波都能发生干涉,跟衍射一样,干涉也是波特有的现象.

活学活用

1.

如图所示,为两列波在空间相遇叠加,其中实线代表的甲波向右传播,虚线代表的乙波向左传播,则()

A.A\.B点是振动加强点

B.A\,D点是振动加强点

C.B\,E点是振动减弱点

D.D\,F点是振动减弱点

解析:

A\,F点在甲波向下振动,在乙波向下振动,故A\,F点是振动加强点;同理可以判断出D点在甲\,乙两波上都是向上振动,是振动加强点;B\,E两点是两波的波峰和波谷相遇,故是振动减弱点,故选B\,C.

答案:BC

二、波的衍射

知识讲解

(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)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.

(3)说明:一切波都能发生衍射.衍射是波的特有现象.

活学活用

2.

如图所示,S是振源,MN是带孔挡板,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()

A.增大S的频率

B.减小S的频率

C.N上移

D.N下移

解析:要使A振动起来,必须发生衍射,原来没使A振动,说明孔尺寸较大,故减小孔的尺寸或使波长增大均可.由于波速v一定,要使波长增大,由v=λf知减小频率即可,故B\,C正确.

答案:BC

三、多普勒效应

知识讲解

(1)定义:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感觉到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应.

(2)规律:当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小.

(3)说明:①发生多普勒效应时,波源本身的频率并没有变化,只是观察者接收到的频率发生了变化.

②多普勒效应是波特有的现象.

活学活用

3.一列连续鸣笛的火车从铁道上高速通过，则在铁道边上的人听到的笛声应为

（）

A.某一不变频率的笛声

B.车头经过前笛声频率变高，车头经过后笛声频率变低

C.车头经过前笛声频率变低，车头经过后笛声频率变高

D.频率时高时低周期性变化的笛声

解析:本题考查多普勒效应，波源与接收者之间相对靠近时，接收的频率比波源的频率高，相对远离时，接收的频率比波源的频率低，B对.

答案:B

第二关：技法关解读高考

解题技法

一、波的干涉\,衍射问题

技法讲解

1.在稳定的干涉现象中，

振动加强区域和振动减弱区

域的空间位置是固定不变的，

振动加强区域中心质点的振

幅等于两列波的振幅之和，振

动减弱区域中心质点的振幅

等于两列波的振幅之差.

2.振动加强的条件是两

波源到该区域中心的距离之

差等于波长的整数倍；减弱的

条件是两波源到该区域中心

的距离之差等于半波长的奇

数倍.

3.加强区永远是加强区，

减弱区永远是减弱区，加强区

域内各点的振动位移不一定

都比减弱区内各点的振动位

移大．但加强区的振幅一定比

减弱区的振幅大，因为振动的

强弱是靠振幅来衡量的.

4.任何波相遇都能叠加，

干涉是叠加的特例，只有当频率相同的两列波相遇时才能发生干涉，故“两列波的频率相同”是干涉能否发生的条件，不是波的叠加的条件.

5.衍射在任何条件下都发生，故“障碍物或孔的尺寸比波长小

或与波长相差不多”是衍射是

否明显发生的条件，不是衍射

能否发生的条件.

典例剖析

例1

如图所示，实线表示两个相干波源S

1、S

2

发生的波的波峰位置，则图中的点为

振动加强的位置，则图中的点为振动减弱的位置.

解析：

波峰和波峰相遇的点是振动加强的点，它们连成的线为振动加强区，b点在

振动加强点的连线上，故b点为加强点.a点位于S

2的波峰和S

1

的波谷上，故a

点为减弱点.

答案：b a

例2

如图所示是观察水波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，图中已画出波源所在区域的情况，则对于波经过孔之后的传播情况，下列说法正确的是（）

A.能明显观察到波的衍射现象

B.若将AB孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象

C.挡板前后波纹间距相等

D. AB孔不变，使波源频率变大，能更明显地观察到衍射现象