2011高考物理一輪復習 12.5 波的現象與聲波總教案

1、波的現象與聲波一、波的現象1.波的反射:波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播的現象(1)波面：沿波傳播方向的波峰（或波谷）在同一時刻構成的面(2)波線：跟波面垂直的線，表示波的傳播方向(3)入射波與反射波的方向關系入射角：入射波的波線與平面法線的夾角 反射角：反射波的波線與平面法線的夾角在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同(4)特例：夏日轟鳴不絕的雷聲；在空房子里說話會聽到聲音更響(5)人耳能區(qū)分相差0.1 s以上的兩個聲音2.波的折射: 波從一種介質射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生改變的現象(1)波的折射中，波的頻率不變，波速和波長都發(fā)生了改變(2)折射角：折射波的

2、波線與界面法線的夾角(3)入射角i與折射角r的關系(V1和v2是波在介質I和介質中的波速i為I介質中的入射角,r為介質中的折射角)3.波的衍射:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現象衍射是波的特性，一切波都能發(fā)生衍射產生明顯衍射現象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。例如：聲波的波長一般比墻坡大，“隔墻有耳”就是聲波衍射的例證說明：衍射是波特有的現象4.波的疊加與波的干涉(1)波的疊加原理：在兩列波相遇的區(qū)域里，每個質點都將參與兩列波引起的振動，其位移是兩列波分別引起位移的矢量和相遇后仍保持原來的運動狀態(tài)波在相遇區(qū)域里，互不干擾，有獨立性(2)波的干涉:條件：頻率相同的兩列同性質的波相

3、遇現象：某些地方的振動加強，某些地方的振動減弱，并且加強和減弱的區(qū)域間隔出現，加強的地方始終加強，減弱的地方始終減弱，形成的圖樣是穩(wěn)定的干涉圖樣說明：加強、減弱點的位移與振幅加強處和減弱處都是兩列波引起的位移的矢量和，質點的位移都隨時間變化，各質點仍圍燒平衡位置振動，與振源振動周期相同加強處振幅大，等于兩列波的振幅之和，即A=A1 +A2,質點的振動能量大，并且始終最大減弱處振幅小，等于兩列波的振福之差，即A=A1A2,質點振動能量小，并且始終最小，若A1=A2，則減弱處不振動加強點的位移變化范圍： 一A1 +A2A1 +A2 減弱點位移變化范圍：一A1A2A1A2干涉是波特有的現象加強和減弱

4、點的判斷波峰與波峰（波谷與波谷）相遇處一定是加強的，并且用一條直線將以上加強點連接起來，這條直線上的點都是加強的；而波峰與波谷相遇處一定是減弱的，把以上減弱點用直線連接起來，直線上的點都是減弱的加強點與減弱點之間各質點的振幅介于加強點與減弱點振幅之間當兩相干波源振動步調相同時，到兩波源的路程差s是波長整數倍處是加強區(qū)而路程差是半波長奇數倍處是減弱區(qū)任何波相遇都能疊加，但兩列頻率不同的同性質波相遇不能產生干涉5.駐波:兩列沿相反方向傳播的振幅相同、頻率相同的波疊加時，形成駐波(1)波節(jié)：始終靜止不動的點(2)波腹：波節(jié)與波節(jié)之間振幅最大的點(3)駐波特殊的干涉現象:波源特殊;波形特殊說明：駐波與

5、行波的區(qū)別物理意義不同：駐波是兩列波的特珠干涉現象，行波是一列波在介質中的傳播質點的振動情況不同：在行波中各個質點作振格相同的簡諧運動，在駐波中各個質點作振幅不同的簡諧運動；處于波腹位置的質點振幅最大；處于波節(jié)位置的質點振幅等于零；其他一些質點的振幅也不相同，但都比波腹處質點的振幅小波形不同：行波波形經過一段時間，波形向前“平移”，而駐波波形并不隨時間發(fā)生平移，只是各質點的振動位移發(fā)生變化而已6多普勒效應(1)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現象實質是：波源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化(2)多普勒效應的產生原因觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間

6、內接收到的完全波的個數當波以速度v通過接收者時，時間t內通過的完全波的個數為N=vt/，因而單位時間內通過接收者的完全波的個數，即接收頻率f v/若波源不動，觀察者朝向波源以速度V2運動，由于相對速度增大而使得單位時間內通過觀察者的完全波的個數增多，即，可見接收頻率增大了.同理可知，當觀察者背離波源運動時，接收頻率將減小若觀察者不動，波源朝向觀察者以速度v1運動,由于波長變短為/=v1T,而使得單位時間內通過觀察者的完全波的個數增多，即，可見接收頻率亦增大，同理可知,當波源背離觀察者運動時,接收頻率將減小注：發(fā)生多普勒效應時，波源的真實率不發(fā)生任何變化，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化(3)相

7、對運動與頻率的關系波源與觀察者相對靜止：觀察者接收到的頻率等于波源的頻率波源與觀察者相互接近：觀察者接收到的頻率增大波源與觀察者相互遠離：觀察者接收到的頻率減小二.聲波(1)空氣中的聲波是縱波能在空氣、液體、固體中傳播在通常情況下在空氣中為340ms，隨介質、溫度改變而變(2)人耳聽到聲波的頻率范圍：20 Hz -20000 Hz.(3)能夠把回聲與原聲區(qū)分開來的最小時間間隔為0.1s(4)聲波亦能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現象聲波的共振現象稱為聲波的共鳴(5)次聲波：頻率低于20 Hz的聲波(6)超聲波：頻率高于20000 Hz的聲波 應用：聲吶、探傷、打碎、粉碎、診斷等(7)聲音的分類樂音：好聽悅耳的聲音樂音的三要素：音調(基音的頻率的高低)響度(聲源的振幅大小)、音品（泛音的多少，