3.4&3.5 波的干涉&多普勒效应（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版）

第4节　波的干涉 第5节　多普勒效应 新课程标准 学业质量目标 1.知道波的叠加现象及叠加原理。 2．知道什么是波的干涉及发生干涉的条件。 3．了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物理现象。 1.观察体验波的叠加、干涉现象及多普勒效应。(物理观念) 2. 根据波的干涉条件分析现象。(科学思维) 3．通过波的干涉及多普勒效应的应用培养学生探索科学的兴趣和学以致用的意识。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第69页 [知识梳理] 一、波的叠加 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，即各自的波长、频率等保持不变。 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。 二、波的干涉 1．实验及现象 (1)实验条件：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频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波。 (2)实验现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条相对平静的区域和激烈振动的区域，这两类区域在水面上的位置是稳定不变的。 2．现象解释 (1)加强点：在某些点，两列波引起的振动始终加强，质点的振幅最大，振动的振幅等于两列波的振幅之和。 (2)减弱点：在某些点，两列波引起的振动始终削弱，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，若两列波振幅相同，质点的位移之和等于零。 3．波的干涉 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。 4．干涉图样 波的干涉中所形成的稳定图样。 三、多普勒效应 1．多普勒效应 当波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。 2．多普勒效应产生的原因 (1)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，观测到的频率增加。 (2)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 (1)测量汽车速度：交通警车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)测血液流速：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，就能知道血流的速度。 (3)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，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 [自主评价] 1．判断正误 (1)只有频率相同的两列波才可以叠加。(×) (2)敲击音叉使其发声，然后转音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现象。(√) (3)两列波相遇后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强。(×) (4)两个人一起说话，不会发生干涉现象。(√) (5)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。(×) (6)火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者。(√) 2．情景思考 (1)有人说在波的干涉现象中，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。 (2)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。 授课提示：对应学生用书第70页 要点一　波的叠加和波的干涉 　水波的干涉图样如图所示，认真观察现象，发现两列频率相同的水波相遇后，在它们重叠的区域里出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。 (1)通过上图的观察你可以看出干涉有什么特征吗？ 提示：某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔。 (2)在波的干涉中，振动加强的点和振动减弱的点的振动情况分别是怎样的？ 提示：在波的干涉中，振动加强的点是指两列波在该点的振动方向始终相同，因而使该点以两列波的振幅之和作为新的振幅做简谐运动；而振动减弱的点是指两列波在该点的振动方向始终相反，因而使该点以两列波的振幅之差作为新的振幅做简谐运动。 1．波的叠加原理理解 波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是几个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。如图甲所示，两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大；如图乙所示，两列反相波的叠加