2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第2章 2.5 波的干涉与衍射+2.6 多普勒效应 （3份打包）

2.5　波的干涉与衍射 2.6　多普勒效应 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道波的叠加原理和波的干涉现象，了解波的干涉条件和加强区、减弱区的形成.(重点、难点) 2.知道波的衍射现象和发生明显衍射的条件.(重点) 3.了解什么是多普勒效应及其产生的原因和应用.(重点、难点) 波 的 叠 加 原 理 和 波 的 干 涉 1.波的独立性 几列波相遇时能保持各自的特性(频率、波长、振动方向等)继续传播，互不影响. 2.波的叠加原理 几列波在相遇区域内，任一质点的位移是各列波单独存在时在该点所引起的位移的矢量和. 3. 研究波的干涉 波的干涉是两列波在特定条件下的叠加. (1)产生干涉的条件：两列波的频率相同. (2)现象：两列波相遇时，某些区域总是振动加强，某些区域总是振动减弱，且振动加强和减弱的区域相间分布. (3)振动加强区和减弱区：加强区是两列波的波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的区域；减弱区是两列波的波峰与波谷相遇的区域. 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.(√) 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2­5­1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. 图2­5­1 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. (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2­5­2所示. 图2­5­2 (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. 1.当两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是(　　) A.质点P的振动有时是减弱的 B.质点P的振动始终是加强的 C.质点P的振幅最大 D.质点P的位移始终最大 E.某时刻质点P的位移可能为零 【解析】　P点是两列波的波峰的相遇点，故其振动始终是加强的，A错误，B正确；质点P处于振动加强区，振幅最大，C正确；对于某一个振动的质点，位移是会随时间变化的，D错误；质点振动到平衡位置时，位移为零，E正确. 【答案】　BCE 2.图2­5­3所示是水波干涉的示意图，S1、S2是两波源，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(　　) 图2­5­3 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A1＋A2.本题中由于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