13-2波動的干涉教學(xué)課件

發(fā)射頻率接收頻率人耳聽到的聲音的頻率與聲源的頻率相同嗎？

接收頻率--單位時間內(nèi)觀測者接收到的振動次數(shù)或完整波數(shù).討論只有波源與觀察者相對靜止時才相等.多普勒效應(yīng)1一波源不動，觀察者相對介質(zhì)以速度vo運動觀察者接收的頻率觀察者向波源運動觀察者遠(yuǎn)離波源2A波源向觀察者運動觀察者接收的頻率波源遠(yuǎn)離觀察者二觀察者不動，波源相對介質(zhì)以速度vs運動3三波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動（vs,vo）若波源與觀察者不沿二者連線運動觀察者向波源運動+，遠(yuǎn)離.波源向觀察者運動

，遠(yuǎn)離+

.4當(dāng)時，所有波前將聚集在一個圓錐面上，波的能量高度集中形成沖擊波或激波，如核爆炸、超音速飛行等.5）衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等.1）交通上測量車速；2）醫(yī)學(xué)上用于測量血流速度；3）天文學(xué)家利用電磁波紅移說明大爆炸理論；4）用于貴重物品、機(jī)密室的防盜系統(tǒng)；多普勒效應(yīng)的應(yīng)用51）解

例1

A、B為兩個汽笛，其頻率皆為500Hz，A

靜止，B

以60m/s的速率向右運動.在兩個汽笛之間有一觀察者O，以30m/s的速度也向右運動.已知空氣中的聲速為330m/s，求：AOB1）觀察者聽到來自A的頻率2）觀察者聽到來自B的頻率3）觀察者聽到的拍頻3）觀察者聽到的拍頻2）6例2

利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波源發(fā)出頻率為

的超聲波，當(dāng)汽車向波源行駛時，與波源安裝在一起的接收器接收到從汽車反射回來的波的頻率為.已知空氣中的聲速為，求車速.

1）車為接收器2）車為波源車速解7

波的疊加原理干涉1.當(dāng)幾列波在傳播過程中相遇時，相遇區(qū)域每一點的振動等于各列波單獨傳播時在該點引起的振動的矢量和。實質(zhì)：振動的疊加一、波的疊加原理條件：波源：線性振動波：線性波介質(zhì)中各質(zhì)點均線性振動2.通過相遇區(qū)域以后，波保持各自特征繼續(xù)傳播，就和未相遇過一樣。注意比較粒子相遇與波相遇時的不同情況8二、波的干涉——波疊加中最簡單、重要的特例振動方向相同頻率相同相位差恒定(波源初相差穩(wěn)定，介質(zhì)穩(wěn)定）1.相干條件發(fā)波水槽實驗（演示實驗室）92.干涉現(xiàn)象的本質(zhì)設(shè)相干波源在P點引起的振動：10式中A,φ（參看教材19頁）P點的合振動:令=波源初相差+由波程差引起的相位差即：11得P點合振動強(qiáng)度：干涉項由于恒定取決于兩波傳至相遇點的波程差：對空間確定點P或P'對空間不同點P和P'能量在空間穩(wěn)定的非均勻分布—干涉現(xiàn)象相同的點，振動強(qiáng)度相同，其集合為雙曲面干涉條紋：雙曲面族123.干涉相長和相消的條件相長相間排列相消合振動最強(qiáng)（干涉相長）合振動最弱（干涉相消）的位置討論：由13（2）－相長－相消特例：（1）相長處：相消處：相長相消相長相消14練習(xí)1.是非題(1)兩列不滿足相干條件的波不能疊加(3)兩振幅相等的相干波在空間某點相遇時，某時刻該點合振動位移既不是兩波振幅之和,又不是零，則該點既不是振動最強(qiáng)點，又不是振動最弱點.(2)兩列波相遇區(qū)域中P點，某時刻位移值恰好等于兩波振幅之和。這兩列波為相干波.(4)在波的干涉現(xiàn)象中，波動相長各點或波動相消各點的集合的形狀為雙曲面族√15練習(xí)2.兩相干波源A、B位置如圖所示，頻率=100Hz，波速u=10m/s，A-B=，求：P點振動強(qiáng)弱。解：P點干涉相消16練習(xí)3.教材P8813-16已知：求:解：干涉相消，合成波17干涉相長、合成波18三、駐波右行波：左行波：以坐標(biāo)原點為參考點，向右為正方向。令：則：1.駐波的形成條件:相干波,振幅相等,在同一直線上反向傳播.19合成波：振幅隨x變化波線上各點振幅不等，不是后一質(zhì)點重復(fù)前一質(zhì)點的振動，不是行波，稱為駐波。振動最強(qiáng)波腹振動相消A=0位置：波節(jié)其余點20a、c、e、g...始終不振動A=0，稱波節(jié)o、b、d、f...振動最強(qiáng)稱波腹其余點2.特征波線上各點振幅不等，不是后一質(zhì)點重復(fù)前一質(zhì)點的振動.21(3)相鄰波節(jié)之間各點同相同一波節(jié)兩側(cè)的點反相穩(wěn)定的分段振動(4)能流密度22如何理解？23(5)駐波系統(tǒng)的固有頻率：總之：外形象波：具有空間、時間周期性；波形、能量不向前傳播、無滯后效應(yīng)“駐”波所有可能的振動方式：簡正模式基頻諧頻24得波腹位置：解：例：由合成波波函數(shù)：求波腹和波節(jié)的位置由得波節(jié)位置：253.半波損失波在兩種不同介質(zhì)界面上的反射全波反射半波反射自由端反射波密波疏界面反射特征阻抗：反射波與入射波在反射點同相波腹反射波與入射波在反射點反相固定端反射波疏波密界面反射波節(jié)半波損失264、駐波應(yīng)用舉例：解1.解2.注意：是半波反射，反射點應(yīng)為波節(jié)。練習(xí)：畫圖中入射波在界面的反射波形波疏波密弦樂發(fā)聲：一維駐波；鼓面：二維駐波；微波振蕩器，激光器諧振腔量子力學(xué)：一維無限深勢阱波函數(shù)為駐波…...27練習(xí)：教材P8813-20求：1）入射波函數(shù)；2）反射波函數(shù)；3）x軸上干涉靜止點（駐波波節(jié)）位置。

t=0時原點處已知：平面簡諧行波A、、u沿+x傳播xoP波疏波密28解：