一輪考點復習學案第十四章第三節(jié)波的衍射干涉和多普勒效應

第三節(jié)波的衍射、干涉和多普勒效應1．波可以繞過障礙物傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射。衍射是波特有的現(xiàn)象。2．當縫、孔的寬度或障礙物的尺寸與波長相差不多或者比波長更小時才會有明顯的衍射現(xiàn)象。3．頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相互隔開，這種現(xiàn)象叫做波的干涉。所形成的圖樣叫做干涉圖樣，波的干涉是波特有的現(xiàn)象。4．兩列波必須頻率相同才能發(fā)生干涉現(xiàn)象。5．兩列波疊加，任何一個支點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。6．兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象，如果某區(qū)域中心到兩列波波源處的距離差等于波長的整數(shù)倍，則該區(qū)域振動加強；如果某區(qū)域中心到兩列波波源處的距離差等于半波長的奇數(shù)倍，則該區(qū)域振動減弱。7．由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者接收到的波的頻率與波的實際頻率不同的現(xiàn)象叫做多普勒效應。8．當觀察者相對波源靜止時，觀察者接受到的頻率等于波的頻率；當觀察者相對波源靠近時，觀察者接受到的頻率大于波的頻率；當觀察者相對波源遠離時，觀察者接受到的頻率小于波的頻率。9．設波源S振動的頻率為f，波源和觀察者A沿同一直線運動，相對于地面的速度分別為vS和vA。波在介質(zhì)中的傳播速度為vp，且vS<vp，vA<vp，則觀察者接收到的頻率為f′＝eq\f(vP－vA,vP－vS)f。例1(多選)如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源。圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)間的距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列說法中正確的是()A．此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離相等C．如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，將波源的頻率增大，將能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象【解析】此時孔的尺寸與波長相近，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以A選項正確；衍射不改變波速和頻率，所以B選項正確；孔擴大后，將逐漸偏離發(fā)生明顯衍射的條件，所以C選項正確；而波源頻率增大，會使波長變小，不符合明顯衍射條件，所以D選項錯誤。所以選A、B、C。【答案】ABC例2如圖表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇。圖中實線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點，則：(1)在a、b、c、d、e、f六點中，振動加強的點是________，振動減弱的點是________。(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時刻位移為零的點是______。(3)畫出此時刻a、c、e連線上，以a為起點的一列完整波形，標出e點?！窘馕觥?1)a、e兩點分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點，故此兩點為振動加強點；c點處在a、e連線上，且從運動的角度分析a點的振動形式恰沿該線傳播，故c點是振動加強點，同理b、d是振動減弱點，f也是振動減弱點。(2)因為S1、S2振幅相同，振動最強區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，位移為零的點是b、c、d、f。(3)題圖中對應時刻a處在兩波谷的交點上，即此時刻a在波谷，同理e在波峰，所以所對應的波形如圖所示?！敬鸢浮?1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f(3)見解析1．(多選)下列選項利用了多普勒效應的是()A．利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度B．交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理C．鐵路工人把耳朵貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況D．有經(jīng)驗的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖嘯聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去2．(多選)圖中S為在水面上振動的波源，M、N是水面上的兩塊擋塊，其中N板可以上下移動，兩板中間有一狹縫，此時測得A處水沒有振動，為使A處水也能發(fā)生振動，可采用的方法是()A．使波源的頻率增大B．使波源的頻率減小C．移動N使狹縫的間距增大D．移動N使狹縫的間距減小3．(多選)如圖甲所示，男同學站立不動吹口哨，一位女同學坐在秋千上來回擺動，據(jù)圖乙，下列關于女同學的感受的說法正確的是()A．女同學從A向B運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B．女同學從E向D運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C．女同學在點C向右運動時，她感覺哨聲音調(diào)不變D．女同學在點C向左運動時，她感覺哨聲音調(diào)變低4．兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波，如圖甲所示，在相遇的某一時刻兩列波“消失”，如圖乙，此時圖中a、b質(zhì)點的振動方向是()A．a(chǎn)向上，b向下 B．a(chǎn)向下，b向上C．a(chǎn)、b都靜止 D．a(chǎn)、b都向上5．如圖所示為一大型娛樂場所內(nèi)進行“特技表演”時的俯視效果的草圖。表演者騎著摩托車在球體的內(nèi)壁以恒定的速率做“飛檐走壁”的表演，在離表演者很遠的觀眾席后排P點的觀眾聽到摩托聲的感覺應是()A．觀眾接收到摩托車在A點發(fā)出聲音的頻率最大B．觀眾接收到摩托車在B點發(fā)出聲音的頻率最大C．觀眾接收到摩托車在C點發(fā)出聲音的頻率最大D．觀眾接收到摩托車在C點和D點發(fā)出聲音的頻率相同6．當火車駛近時，觀察者覺得它的汽笛的基音比駛?cè)r高一個音(即頻率高到eq\f(9,8)倍)，設聲速v＝340m/s，求火車的速率。1．下列物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；②“聞其聲而不見其人”；③學生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音；④當正在鳴笛的火車向著我們駛來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。分別屬于波的()A．反射、衍射、干涉、多普勒效應B．折射、衍射、多普勒效應、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效應D．衍射、折射、干涉、多普勒效應2．波長為0.01m的超聲波，經(jīng)過某一小孔時，發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象，則這個小孔的直徑大約是()A．0.01mm B．0.01cmC．0.01km D．0.01m3．如圖所示，向左勻速運動的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的人感受到的聲波的頻率為f2，則()A．f1<f,f2<f B．f1<f,f2>fC．f1>f,f2>f D．f1>f,f2<f4．(多選)如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰與波峰相遇點，下列說法中正確的是()A．該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置B．P、N兩點始終處于平衡位置C．點M到兩波源的距離之差一定是波長的整數(shù)倍D．從該時刻起，經(jīng)過eq\f(1,4)周期，質(zhì)點M到達平衡位置5．(多選)如圖所示為兩列相干波某時刻的波峰和波谷位置，實線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍內(nèi)可以認為這兩列波的振幅均為1cm，C點是B、D兩點連線的中點，則()A．圖示時刻A、B兩點的高度差為2cmB．圖示時刻C點正處在平衡位置且向上運動C．F點到兩波源的路程差為零D．經(jīng)0.1s，A點的位移為零第三節(jié)波的衍射、干涉和多普勒效應課堂練習1．ABD2.BD3.AD4.B5.C6．【答案】20m/s【解析】設汽笛原來的頻率為f，分析可知，當