人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第3章 机械波 4.波的干涉 多普勒效应.ppt

知识归纳1.对波的干涉现象的理解(1)波的叠加是不需要条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。(2)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、振动方向相同,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会不相同,得不到干涉图样,干涉图样是稳定的。(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的,形成明显的干涉图样除了要满足干涉条件外,还必须满足两列波振幅差别不大。振幅越是接近,干涉图样越明显。(4)振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可为0),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。(6)振动减弱的点的振动始终减弱,位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差,振幅为两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同,则振动减弱点总是处于静止状态,并不振动。2.干涉图样及其特征(1)干涉图样:如图所示。(2)特征:①加强区和减弱区的位置固定不变;②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化);③加强区与减弱区互相间隔。典例剖析【例题2】(2024安徽合肥高二期末)如图所示,S1、S2是两个步调完全相同的相干波源,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变,关于图中所标的b、c、d三点,下列说法正确的是()A.d点始终保持静止不动B.图示时刻c点的位移为零C.b点振动始终加强,c点振动始终减弱D.图示时刻,b、c两点的竖直高度差为10cmA解析d点是波峰与波谷相遇,振动减弱,振幅为零,故保持静止,A正确;b点是波峰与波峰相遇,c点是波谷与波谷相遇,它们均属于振动加强点,由于每列波的振幅是5cm,则b点相对平衡位置高10cm,c点相对平衡位置低10cm,所以b、c两点的竖直高度差为20cm,B、C、D错误。方法技巧振动“加强点”与“减弱点”的判断(1)理论判断法①设波源S1、S2振动情况完全相同,它们产生的两列波在同一介质中传播。如图所示,对介质中的任一点P,离两波源距离分别是S1P、S2P,P点到两波源的距离差Δx=S1P-S2P。a.当Δx=nλ(n=0,1,2,…)即距离差为波长的整数倍时,P点为振动加强点;b.当Δx=(2n+1)(n=0,1,2,…)即距离差为半个波长的奇数倍时,P点为振动减弱点;②若两列波波源振动步调相反,则上述结论反之即可。(2)现象判断法若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇,该点为振动加强点;若总是波峰与波谷相遇,则该点为振动减弱点。对点演练2.(2024浙江杭州高二期末)甲、乙两列完全相同的横波,分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播,t=0时的图像如图所示,若两列波的波速均为1m/s,则()A.t=0.2s时,F点的位移最大B.t=0.2s时,E、F、G三点的位移最大C.t=0.5s时,F点的位移最大D.t=0.5s时,F点的位移最小C解析t=0.2s时,波传播的距离x=vt=0.2m,两列波都传到F点,此时两列波单独引起F点的振动方向均向下,但位移为0,E、G两点位移也未达到最大,故A、B错误;t=0.5s时,波传播的距离x=vt=0.5m,两列波的波峰同时传到F点,F点的位移最大,故C正确,D错误。探究点三多普勒效应导学探究科学家发现,当卫星向近地点运动时返回的信号频率增加,卫星向远地点运动时返回的信号频率降低。(1)波源的频率由谁决定?(2)观察者接收到的频率与哪些因素有关?提示(1)由波源决定。(2)观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。知识归纳1.多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并不是接收到的波的强度发生变化的现象。2.发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化,是接收者接收到的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)。3.多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离大小,而是取决于二者间距离是否变化。4.波源与观察者相对位置变化与频率的关系相对位置图示结论波源S和观察者A相对静止不动,如图所示?f波源=f观察者,频率不变波源S不动,观察者A运动,由A向B或由A向C,如图所示?①若靠近波源,由A向B,则f波源f观察者,频率变高;②若远离波源,由A向C,则f波源f观察者,频率变低观察者A不动,波源S运动,由S向S,如图所示?f波源f观察者,频率变高典例剖析【例题3】(2024江西南昌高二期末)关于多普勒