专题八 第2课时 机械振动与机械波 光111.doc

　机械振动与机械波　光 1．简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对称的两点，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回复力F、加速度a与位移x的方向相反，而v与x的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，即tBC＝tCB.振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即tBC＝tB′C′.如图1所示． 图1 2．简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同．其位移随时间变化的表达式为：x＝Asin_(ωt＋φ)或x＝Acos_(ωt＋φ)． 3．振动图象和波动图象的物理意义不同：振动图象反映的是一个质点在各个时刻的位移，而波动图象反映的是某时刻各质点的位移．振动图象随时间推移图象延续，但是已有的形状不变，而波动图象随时间推移图象沿传播方向平移． 4．波的现象 (1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应． (2)波的干涉 ①必要条件：频率相同． ②设两列波到某一点的波程差为Δr.若两波源振动情况完全相同，则 ③加强区始终加强，减弱区始终减弱．加强区的振幅A＝A1＋A2，减弱区的振幅A＝|A1－A2|. ④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上述相反． 5．折射率与全反射 (1)折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为n＝.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝. (2)临界角：折射角等于90°时的入射角，称为临界角．当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则sin C＝. (3)全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角． 6．光的干涉和衍射 (1)光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波．相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比，即Δx＝λ，利用双缝干涉实验可测量光的波长． (2)干涉和衍射的产生条件 ①双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当路程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹． ②发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小． 1．判断波的传播方向和质点振动方向的方法：(1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法)． 2．利用波传播的周期性、双向性解题 (1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能． (2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿x轴正向或负向传播的两种可能性． 3．对几何光学方面的问题，应用光路图或有关几何图形进行分析，与公式配合，将一个物理问题转化为一个几何问题，这样能够更直观、形象地发现问题的隐含条件. 考向1　基本规律与波动(或振动)图象的组合 例1　(1)下列关于光的说法中正确的是(　　) A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的全反射形成的 B．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象 C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距 D．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不同 E．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 (2)如图2所示，在同一介质中某一条直线上有两个振源A、B相距7 m，振幅和频率相同，在A、B之间有一质点C距A点3 m．从t＝0时开始，A、B都只振动了一个周期，振幅A＝20 cm，周期T＝2 s，则： 图2 ①两列简谐横波的波速为多大？ ②在图3中画出质点C的0～5 s内的振动图象； 图3 ③在0～5 s质点C通过的路程是多大？ (1)用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图4所示的干涉图样，其中图甲是a形成的，图乙是b光形成的．则关于a、b两束单色光，下述正确的是(　　) 图4 A．a光的频率较高 B．a光的波长较长 C．a光光子的能量较大 D．a光在水中传播的速度较大 (2)如图5甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝1.0 m/s.开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．求距A点1米处的质点，在t＝0到t＝22 s内所经过的路程？ 图5 考向2　基本规律与光的折射定律的组合 例2　(1)下列说法中正确的是________． A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关 B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 D．医学上