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1、2.5波的干涉與衍射2.6多普勒效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象，了解波的干涉條件和加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)的形成.(重點(diǎn)、難點(diǎn))2.知道波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射的條件.(重點(diǎn))3.了解什么是多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因和應(yīng)用.(重點(diǎn)、難點(diǎn))波的疊加原理和波的干涉[先填空]1.波的獨(dú)立性幾列波相遇時(shí)能保持各自的特性(頻率、波長(zhǎng)、振動(dòng)方向等)繼續(xù)傳播，互不影響.2.波的疊加原理幾列波在相遇區(qū)域內(nèi)，任一質(zhì)點(diǎn)的位移是各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的位移的矢量和.3.研究波的干涉波的干涉是兩列波在特定條件下的疊加.(1)產(chǎn)生干涉
2、的條件：兩列波的頻率相同.(2)現(xiàn)象：兩列波相遇時(shí)，某些區(qū)域總是振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域總是振動(dòng)減弱，且振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間分布.(3)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)：加強(qiáng)區(qū)是兩列波的波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇的區(qū)域；減弱區(qū)是兩列波的波峰與波谷相遇的區(qū)域.[再判斷]1.兩列波相疊加就能形成穩(wěn)定的干涉圖樣.(×)第1頁(yè)2.在操場(chǎng)上不同位置聽(tīng)到學(xué)校同一喇叭的聲音大小不同，是聲波的干涉現(xiàn)象.(×)3.兩個(gè)人一起說(shuō)話，不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象.(√)[后思考]1.敲擊音叉使其發(fā)聲，然后轉(zhuǎn)動(dòng)音叉，為什么聽(tīng)到聲音忽強(qiáng)忽弱？【提示】這是聲波的干涉現(xiàn)象.音叉的兩
3、股振動(dòng)頻率相同，這樣，兩列頻率相同的聲波在空氣中傳播，有的區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，有的區(qū)域振動(dòng)減弱，于是聽(tīng)到聲音忽強(qiáng)忽弱.2.有人說(shuō)在波的干涉圖樣中，加強(qiáng)點(diǎn)就是位移始終最大的點(diǎn)，減弱點(diǎn)就是位移始終為零的點(diǎn)，這種說(shuō)法對(duì)嗎？【提示】這種說(shuō)法不正確.在干涉圖樣中的加強(qiáng)點(diǎn)是以兩列波的振幅之和為振幅做振動(dòng)的點(diǎn)，某一瞬時(shí)振動(dòng)位移可能是零.同理，減弱點(diǎn)是以兩列波的振幅之差為振幅做振動(dòng)的點(diǎn)，它的位移不一定始終為零.[核心點(diǎn)擊]1.波的獨(dú)立傳播特性兩列波相遇后，每列波將保持各自原來(lái)的波形繼續(xù)向前傳播，互相不會(huì)發(fā)生干擾.如圖2-5-1甲、乙所示，在同一直線上
4、，向右傳播的波1和向左傳播的波2，相遇以后，各自還是按照相遇前的波速、振幅、頻率，繼續(xù)沿著各自的方向傳播，不會(huì)因?yàn)橄嘤龆l(fā)生任何變化，也就是說(shuō)相互不會(huì)因相遇而發(fā)生干擾.圖2-5-12.對(duì)波的干涉現(xiàn)象的理解(1)波的疊加是無(wú)需條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會(huì)疊加.(2)穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生是有條件的，必須是兩列波的頻率相同、相差恒定，如果兩列波的頻率不相等，在相遇的區(qū)域里不同時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)疊加的結(jié)果都不相同，看不到穩(wěn)定的干涉圖樣.(3)明顯的干涉圖樣和穩(wěn)定的干涉圖樣意義是不同的，明顯的干涉圖樣除了滿足相干條件外，還必須滿足兩列波振
5、幅差別不大.振幅越是接近，干涉圖樣越第2頁(yè)明顯.(4)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)減弱的點(diǎn)始終以振源的頻率振動(dòng)，其振幅不變(若是振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅可為0)，但其位移隨時(shí)間發(fā)生變化.(5)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)，但并不是始終處于波峰或波谷，它們都在平衡位置附近振動(dòng)，有的時(shí)刻位移為零.(6)振動(dòng)減弱的點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，位移的大小始終等于兩列波分別引起位移的大小之差，振幅為兩列波的振幅之差.如果兩列波的振幅相同，則振動(dòng)減弱點(diǎn)總是處于靜止?fàn)顟B(tài)，并不振動(dòng).3.干涉圖樣及其特征(1)干涉圖樣：如圖2-5-2所示.圖2-5-2(2)特征：①加強(qiáng)區(qū)和減
6、弱區(qū)的位置固定不變.②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化).③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔.1.當(dāng)兩列水波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在P點(diǎn)相遇，下列說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)有時(shí)是減弱的B.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的C.質(zhì)點(diǎn)P的振幅最大D.質(zhì)點(diǎn)P的位移始終最大E.某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的位移可能為零【解析】P點(diǎn)是兩列波的波峰的相遇點(diǎn)，故其振動(dòng)始終是加強(qiáng)的，A錯(cuò)誤，B正確；質(zhì)點(diǎn)P處于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，振幅最大，C正確；對(duì)于某一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，位移是會(huì)隨時(shí)間變化的，D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置時(shí)，位移為零，E正確.【答案】BCE
7、2.圖2-5-3所示是水波干涉的示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點(diǎn)在一條直線上，兩波源的頻率相同，振幅相等，則下列說(shuō)法正確的是()第3頁(yè)圖2-5-3A.A點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷B.B點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷C.C點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷D.D點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷E.質(zhì)點(diǎn)D的位移始終是零【解析】在波的干涉中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域里的質(zhì)點(diǎn)總在自己的平衡位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)的振幅較大，為A1＋A2.本題中由于A1＝A2，故振動(dòng)減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)并不振動(dòng)，而此時(shí)A點(diǎn)是波峰與波峰相遇，B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，都是加強(qiáng)
8、點(diǎn)，又因?yàn)锳、D、B三點(diǎn)在一條振動(dòng)加強(qiáng)線上，這條線上任一點(diǎn)的振動(dòng)都是加強(qiáng)的，故此三點(diǎn)都為加強(qiáng)點(diǎn)，且都是一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷.而C點(diǎn)是波峰與波谷相遇點(diǎn)，是減弱點(diǎn)，不振動(dòng).【答案】ABD3.如圖2-5-4所示，波源1在繩的左端發(fā)出頻率為f1，振幅為A1的半個(gè)波
