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2019-2020年高中物理 第5節(jié) 波的干涉、衍射多普勒效應(yīng)導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3 ●●●目標(biāo)導(dǎo)航●●● 知道波的疊加原理。 知道波的干涉現(xiàn)象，學(xué)會(huì)觀察水波的干涉圖樣。 理解干涉產(chǎn)生的條件，知道干涉現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象。 4．了解多普勒效應(yīng)現(xiàn)象． 5．能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象． ★★★課堂突破★★★ 〖探究1〗波的疊加原理 1．波的獨(dú)立傳播特性 介質(zhì)中幾列波相遇后，仍將保持著它們各自原有的特征( 、 、 、傳播方向等)繼續(xù)傳播，并不因?yàn)橛衅渌ǖ拇嬖诙l(fā)生變化． 2．波的疊加原理 在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的 〖探究2〗波的干涉 1．干涉的條件：兩列波的頻率 ，振動(dòng)方向在同一直線上， 恒定． 2．加強(qiáng)點(diǎn)(區(qū))和減弱點(diǎn)(區(qū)) (1)加強(qiáng)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和，A＝A1＋A2. (2)減弱點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若兩列波振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合振幅就等于零． (3)判斷加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的方法 ①條件判斷法 振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)情況相同的兩列波疊加時(shí)．某點(diǎn)到兩列波的路程差為Δs＝|s2－s1|＝kλ時(shí)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；當(dāng)Δs＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)時(shí)為振動(dòng)減弱點(diǎn)．若兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反． ②現(xiàn)象判斷法 若某點(diǎn)總是波峰與波峰或波谷與波谷疊加，該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)；若總是波峰與波谷疊加，則為減弱點(diǎn)． 3．干涉圖樣及其特征 (1)干涉圖樣：如圖所示． (2)特征 ① ② ③ 〖探究3〗波的衍射 1．波的衍射: 2．產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：縫的寬度或障礙物的尺寸大小與 或 3．理解 (1)衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射． (2)波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，不會(huì)出現(xiàn)“不發(fā)生衍射現(xiàn)象”的說(shuō)法． (3)波傳到小孔(障礙物)時(shí)，小孔(障礙物)仿佛是一個(gè)新波源，由它發(fā)出與原來(lái) 的波在孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向．因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況． 〖探究4〗多普勒效應(yīng) 1． 多普勒效應(yīng) 2．多普勒效應(yīng)成因 （1）波源不動(dòng)，觀察者運(yùn)動(dòng) （2）波源運(yùn)動(dòng)，觀察者不動(dòng) （3）波源與觀察者間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 結(jié)論： 3．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 〖典例1〗如圖所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是下列選項(xiàng)中的(　　) 〖典例2〗如圖所示，S是水面波的波源，x、y是擋板，S1、S2是兩個(gè)狹縫(SS1＝SS2，狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小得多)，試回答以下問(wèn)題： (1)若閉上S1，只打開(kāi)S2，會(huì)看到什么現(xiàn)象？ (2)若S1、S2都打開(kāi)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ (3)若實(shí)線和虛線分別表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D四點(diǎn)中，哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)？ (4)若兩列波單獨(dú)傳播時(shí)的振幅相等，都為A，現(xiàn)兩列波同時(shí)傳播．關(guān)于加強(qiáng)點(diǎn)的理解，小明認(rèn)為：由于加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，故加強(qiáng)點(diǎn)的位移始終是2A.他的說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 〖典例3〗如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置．AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源．圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則關(guān)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是(　　) A．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B．擋板前后波紋間距離相等 C．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象 〖典例4〗如圖所示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰． (1)該圖表示的是(　　) A．干涉現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．反射現(xiàn)象 D．多普勒效應(yīng) (2)波源正在向哪處移動(dòng)(　　) A．A B．B C．C D．D (3)觀察到波的頻率最低的位置是(　　) A．A B．B C．C D．D ▲▲▲當(dāng)堂展示▲▲▲ 1．下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是(　　) A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象 B．對(duì)同一列波，縫、孔或障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯 C．只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng) 2．圖表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇．圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示的是該時(shí)刻的波谷，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱 B．e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間 C．經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置互換 D．經(jīng)半個(gè)周期后，原來(lái)位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來(lái)位于波谷的點(diǎn)將位于波峰 3．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖a、b所示，則(　　) A．圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B．圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C．圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象 D．圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象 4．關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率發(fā)生了變化 B．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 C．多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的 D．只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)