波的干涉衍射、多普勒效应.ppt

2.波的叠加原理：当几列波在介质中的某点相遇时，该质元的振动位移等于各列波单独传播时在该处引起的位移的矢量和.一、波的干涉1.独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。两束叠加的波在交迭区域某些点处振幅始终最大，另一些位置振幅始终最小，而其它位置，振动的强弱介乎二者之间，保持不变.称这种稳定的叠加称为干涉现象.3.波的干涉4.干涉条件:②两波源具有相同的频率;③具有恒定的相位差。①振动方向相同；1r2r1S2Sp满足相干条件的波叫相干波,波源叫相干波源,叠加叫相干叠加.干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即122n根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。驻波的形成0tuu4Tt2Tt43TtyxuuuuuuyA2xyxyA2x驻波——沿相反方向传播的两列等幅相干波的叠加.驻波动画演示二、波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小。一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。干涉和衍射，是波特有的性质。1声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是（）A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射D．人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉C2.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是:()A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场的方向处处垂直ACD3A.如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的＿＿＿＿＿点为振动加强的位置，图中的＿＿＿＿＿点为振动减弱的位置．ba4如图示，是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc，某时刻a是两列波的波峰相遇点，则（）A.a处质点的位移始终为2AB.c处质点的位移始终为-2AC.b处质点的振幅为2AD.c处质点的振幅为2AcabS2S1解：某时刻a是两列波的波峰相遇点，则abc直线上各点的振动都加强，所以abc各点的振幅为2A，但是振动加强并不是位移始终为2A，而是其位移等于两列波的位移之和。CD6A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如图所示.已知波的传播速度为v，图中标尺每格长度为l，在图中画出又经过t=7l/v时的波形.BAl解：经过t=7l/v时，波传播的距离为Δx=vt=7l即两波分别向中间平移7格，如图示虚线所示：由波的叠加原理，作出合位移的波形如图蓝线所示三.声波和多普勒效应1.声源的振动在介质中的传播形成声波。2.声波是纵波。3.声波在空气中的传播速度大约为340m/s，随温度的升高而略有增大。4.多普勒效应由于波源和观察者有相对运动，使观察者接收频率发生变化的现象叫多普勒效应。波源和观察者相互接近,观察者接收到的频率增大;二者远离时,观察者接收到的频率减小。波源的频率与观察者接收的频率(1)波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数.(2)观察者接收到的频率等于观察者单位时间内接收到完全波的个数.当波源和观察者相对于介质均为静止的情况下,波源的频率和观察者接收到的频率是相同的.频率一定的波源在空气中向静止的的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，V表示声波的速度（uV）,ν表示接收器收到的频率。若u增大，则()A．ν增大，V增大B．ν增大，V不变C．ν不变，V增大D．ν减小，V不变B15.如图所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为vs和vA．空气中声音传播的速率为vp,设vsvp,vAvp,空气相对于地面没有流动．（1）若声源相继发出两个声信号．时间间隔为Δt,请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程．确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt′．（2）请利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式．SvAvsxA解：（1）设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻，、为观察者接收到两个信号的时刻。2t1t则第一个信号经过(－t1)时间被观察者A接收到，第二个信号经过(－t2)时间被观察者A接收到。1t2t且t2－t1=△ttt-t12设声源发出第一个信号时，S、A两点间的距离为L，两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系如图所示，可得Svp(t1′-t1)ALt1t1t1′vA(t1′-t1)Svp(t2′-t2)ALt1t1t2′vA(t2′-t1)t2vsΔt)tt(vL)tt(v11A11Ptv)tt(vL)tt(vS12A22P由以上各式，得APSPvvvvtΔ题目下页APSPvvvvtΔ（2）设声源发出声波的振动周期为T，这样，由以上结论，观察者接收到的声波振动的周期T为TvvvvTAPSP由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为fvvvvfSPAP题目上页