2013-2014高中物理教科版选修3-4配套课件：2-5～6 波的干涉、衍射 多普勒效应.ppt

1、名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习5 波的干涉、衍射6 多普勒效应名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习1知道波的叠加原理，知道什么是波的干涉条件、干涉现象和干涉图样2知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件3知道干涉现象、波的衍射现象都是波所特有的现象4知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别5知道什么是多普勒效应6能运用多普勒效应解释一些物理现象名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习一、波的叠加原理波的互不干扰特性介质中几列波相遇后，仍将保持它们各自原有的(频率、振幅、振动方向、传播方向等)继续传播，并不因为有其他波的存

2、在而发生变化波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的特性总位移矢量和名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习二、波的干涉现象实验及现象(1)实验：在水波槽中，使水面上的两个振子以相同的频率、相同的振动方向发生振动，产生两列相同的波(2)现象：如图2-5、6-1所示，在振动着的水面上，出现一条条从两个波源中间展开来的水面相对的区域和振动的区域这两种区域的分布固定而且相互隔开平静较强名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习图2-5、6-1名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习波的干涉频率相同的两列波叠加，使介质

3、中某些区域的质点振动始终，另一些区域的质点振动始终，并且这两种区域互相间隔、不变这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉波的干涉条件产生干涉的一个必要条件是两列波的必须相同加强减弱位置保持频率名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习三、波的衍射现象定义：波能够障碍物继续传播的现象叫做波的衍射注意：(1)衍射是波特有的现象(2)一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显而已(3)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似产生明显衍射现象的条件当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长，或时，就能观察到明显的衍射现象绕过相差不多比波长小名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习四、多普勒效应Z 概念：当波

4、源和观测者之间有，使观测者测得的频率与波源的频率不同的现象叫做多普勒效应多普勒效应是波独有的特征多普勒效应产生的原因(1)波源与观测者相对静止时，单位时间内通过观测者的波峰(或密部)的数目是的，观测者观测到的频率波源振动的频率(2)波源与观测者相互靠近时，单位时间内通过观测者的波峰(或密部)的数目，观测者观测到的频率波源的频率，即观测者观测到的频率(3)波源与观测者相互远离时，观测者观测到的频率相对运动一定等于增加大于增加变小名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习五、多普勒效应的应用测车辆速度交通警车向行进中的车辆发射的超声波，同时测量的频率，根据反射波频率就能知道车辆的速度测星球速度测量

5、星球上某些元素发出的光波的，然后与地球上这些元素时发光的频率对照，可得星球的速度测血流速度向人体内发射的超声波，超声波被血管中的血流后又被仪器接收，测出反射波的就可得血流速度频率已知反射波变化的多少频率静止频率已知频率变化反射名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习一、波的干涉波的干涉条件(1)波的叠加是无条件的，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名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习(3)应该明确波的干涉条件中所指“振动加强的

6、点到两波源的距离等于波长的整数倍”这一结论是有条件的，条件是：两波源的振动情况完全相同即两波源的位置固定，振动方向相同，步调完全一致(4)振动加强的点始终在以振源的频率振动的，其振幅不变，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，有的时刻位移为零名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习(6)振动减弱的点的振动始终减弱，它位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差，振幅为两列波振幅之差如果两列波的振幅相同，则振动减弱的点将总是处于静止的名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习加强点和减弱点的位置波源的振动步调一致、频率相

7、同的甲、乙两列波在介质中相遇，发生干涉，形成稳定的干涉图样设甲波的振幅为A1，乙波的振幅为A2，则(1)在干涉区域内，振动加强点总是加强点，振动减弱点总是减弱点但加强点的位移不总是最大，加强点在自己原来的平衡位置附近振动，振动的振幅为AA1A2；减弱点的位移不总是等于零，减弱点在自己原来的平衡位置附近振动，振动的振幅为A|A1A2|.名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习图2-5、6-2名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习二、波的衍射现象衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射现象凡能发生衍射现象的就是波波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波

8、长相差不多或比波长小是波发生明显衍射的条件，不是波发生衍射的条件波长较长的波容易发生明显的衍射现象波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，就偏离了直线方向因此波的直线传播只是在衍射现象不明显时的一种近似名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习三、多普勒效应产生的原因波源与观测者有相对运动时，若波源的频率没有发生变化，观测者接收到的频率却发生了变化波源相对介质不动，而观测者向着波源运动，在单位时间内观测者向着波源移动一段距离，与观测者不动的情况比较，观测者单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；同理，如果观测者远离波源，观测者

9、单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习观测者相对介质不动，而波源运动，波源接近观测者时，观测者接收到的频率增大；波源远离观测者时，观测者接收到的频率减小多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观测者接收到的频率名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习四、发生多普勒效应的几种情况相对位置图 示结论波源S和观测者A相对介质不动，如图所示f波源f观测者，音调不变波源S不动，观测者A运动，由AB或AC，如图所示若靠近波源，由AB则f波源f观测者，音调变低若观测者A不动

10、，波源S运动，由SS2，如图所示f波源f观时二者间距在增大；f源f观时，二者间距在减小名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习【变式3】医院有一种先进的检测技术彩超向病人体内发射频率已知的超声波，超声波经血流反射后被专用仪器接收测出反射波的频率变化，就可以知道血流的速度这一技术主要体现了哪一种物理现象()A多普勒效应 B波的衍射C波的干涉D共振解析测量到反射波频率发生变化，属于多普勒效应选项A正确答案 A名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习形杀手次声波武器1880年，在美国罗德艾兰州纽波特市的伊斯顿斯比奇镇附近的海面上，人们发现一艘船，船只完好，货物依然如故，该船长室内的早餐还在，只是

11、舱内空无一人，全体船员不知去向这就是历史上曾记载的“鬼船”事件.1890年，帆船“马尔波罗号”满载货物从新西兰驶往英国，途中忽然神秘地失踪.20年后，人们在火岛岸边发现了它奇怪的是，死去的船员都保持着当年在岗时的姿势，死者没有外伤，也没有中毒迹象，船长航海日志的字迹也可依稀可辨，这又给人们留下了一个神秘而难解的谜名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习经过多年勘察、研究和试验，科学家终于找出了上述事件的“凶手”，那是一种人们既看不见又摸不着，而且又听不到的声波，即风暴与海面的惊涛导致空气振荡的大功率次声波发生在马六甲海峡的“马尔波罗号”惨案，就是因为这艘货船在驶进该地区时，遭遇了海上风暴风暴

12、与海浪摩擦产生了次声波使船员迅速死亡名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习到底什么是次声波呢？它强大的威力从何而来？所谓次声波，即频率低于20赫兹的声波，人耳收听不到次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射例如，氢弹爆炸产生的次声波，能绕地球跑上几圈早在1945年，从美军发现纳粹德国未能研制成功的次声波武器方案开始，就推动了美国在这个领域内的研究.1988年，在美国蒙特拿州的一个郊区，全副武装的宗教狂热分子潜伏在一幢大楼里威胁联邦调查局的特工人员，声称要与大楼同归于尽，特工人员假意妥协并推来一个形似大喇叭一样的装置与暴徒“对话”名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习几分钟

13、后，暴徒就如中了魔一样，一个个东倒西歪、烦躁不安，好像精神错乱，趁此时机，特工人员冲进楼内迅速制伏了他们这些暴徒自始至终都不知自己中了“无形杀手”次声波的“暗算”.名 师 解 疑分 类 例 析自 主 学 习次声波武器与传统的常规武器相比，有其独特的优点首先，它的使用具有真正的隐蔽性，很容易达成对有生力量的突然袭击，使对方措手不及，且不污染环境，也不会破坏自然物质；其次，由于次声波的频率低，衰减极少，传播距离很远，因此它的杀伤范围更广；再次，次声波具有极强的穿透力，能够穿透15厘米厚的混凝土或坦克钢板，人即使躲到防空洞或钻进坦克炮塔里，也还是一样难逃被攻击的厄运次声波炸弹虽和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物，但两者相比，次声波炸弹的杀伤力远比中子弹强得多