第3章 5. 波的干涉与衍射& 6. 多普勒效应-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册笔记(教科版)

☑笔记&必记 源的振动频率相同。 (2)波速()由介质决定：故反射波与人射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与 入射波在不同介质中传播，波速变化 (3)据v=入∫知，波长入与波速和频率有关。反射波与入射波，频率相同，波速相同， 故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率相同，波速不相同，故波长不同。 具体见下表所示。 波现象 波的反射 波的折射 传播方向 改变，0度=0人 改变，0≠0 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长入 不变 改变 【典例】根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是( A.声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射 B.声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射 C.声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射 D.声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射 【解析】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时会返回到空气中 继续传播，发生反射：由空气进入湖水声波传播的方向会偏折，发生折射。故C正确， ABD错误. 【答案】C 5波的干涉与衍射6多普勒效应 1.波的独立传播特性 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，互相不会发生干扰。 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，也就是说相互不会因相遇而发生干扰。 2.对波的干涉现象的理解 (1)波的叠加是无需条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。 24 ·物理 第三章机械波。 (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 两列波的频率不相等，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 定的干涉图样。 (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以振源的频率振动，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。 (5)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。 (6)振动减弱的点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大 小之差，振幅为两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点总是处于静 止状态，并不振动。 3.干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示。 强弱强弱强 弱 弱 强 (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。 4.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。凡能发生衍射现象的都是波。 5.波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，波长较长的波容易发生明 显的衍射现象。 6.波传到小孔（障碍物）时，小孔（障碍物）仿佛一个新波源，由它发出与原来同频率 的波在孔（障碍物）后传播，就偏离了直线方向。因此，波的直线传播只是在衍射不明显 时的近似情况。 7.多普勒效应的成因：观察者和波源之间发生了相对运动。 物理· 25 ☑笔记&必记 8.相对位置变化与频率的关系（规律） 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止，如 f被，=∫双客者，单调不变 图所示 若靠近波源，由A→B,则 波源S不动，观察者A运动，由 ∫围<∫察教，音调变高：若远 A→B或A→C,如图所示 离波源，由A→C,则∫被> ∫斯者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由 f陵围<f双察者·音调变高 S→S2,如图所示 【典例】（多选）如图所示是水波干涉的示意图，S1、S:是两波源，其中实线表示波 峰，虚线表示波谷，A、D、B三点在一条直线上，两波源的频率相同，振幅相等，则下列说 法正确的是() A.A点一会儿在波峰，一会儿在波谷 B.B点一会儿在波峰，一会儿在波谷 C.C点一会儿在波峰，一会儿在波谷 D.D点一会儿在波峰，一会儿在波谷 E.质点D的位移始终是零 【解析】在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振 动，只是质点的振幅较大，为A,十A2。由题意知A1=A2,故振动减弱区的质，点并不振动， 而此时A点是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，都是加强，点，又因为A、D、B三 点在一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，且都 是一会儿在波峰，一会儿在波谷。而C点是波峰与波谷相遇，点，是减弱点，不振动。 【答案】ABD 【方法指导】振动加强点和振动减弱点的判断 ①条件判断法：振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时，设点到两波源的 路程差为