学案:波的干涉、衍射 多普勒效应
[目标定位] 1.知道波的叠加原理,知道波的干涉现象实质上是波的一种特殊的叠加现象.2.知道波的干涉图样的特点,理解形成稳定干涉图样的条件,掌握振动加强点、振动减弱点的振动情况.3.知道波的衍射现象,理解波发生明显衍射现象的条件.4.了解多普勒效应,能运用多普勒效应解释一些物理现象.
一、波的叠加原理
[问题设计]
你知道"风声、雨声、读书声、声声入耳"反映了波的什么性质吗?
答案 声波在相互交错、叠加之后互不影响仍能保持原来的性质向前传播,这种现象体现了波传播具有独立性.
[要点提炼]
1.波的独立传播特性:两列波在相遇后相互穿过,仍然保持各自的运动状态继续传播,彼此之间好像未曾相遇.
2.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,质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和.如图1所示.
图1
二、波的干涉现象
[问题设计]
如图2所示,操场中两根竖直杆上各有一个扬声器,接在同一扩音机上,一位同学沿着MN方向走来,他听到的声音会有什么变化?为什么?
图2
答案 声音忽强忽弱,因为声波发生了干涉现象.
[要点提炼]
1.干涉的定义:频率相同的两列波叠加,使介质中某些区域的质点振动始终加强,另一些区域的质点振动始终减弱,并且这两种区域互相间隔、位置保持不变,这种稳定的叠加现象叫波的干涉,所形成的图样叫做干涉图样.
2.干涉的条件:两列波的频率相同,振动方向在同一直线上,相位差恒定.
3.加强点(区)和减弱点(区)
(1)加强点:质点振动的振幅等于两列波的振幅之和,A=A1+A2.
(2)减弱点:质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A=|A1-A2|,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于零.