2013届高考精品复习课件：选修3-4第12章第2节机械波.pptVIP

三、波的干涉、衍射及多普勒效应 1. 波的干涉与波的衍射的比较 内容 项目 定义 现象 可观察到明显 现象的条件 相同点 波的干涉 频率相同的两列波叠 加, 使某些区域的振动加强, 某些区域的振动减弱的现象 干涉图样稳定, 振动强弱区域相间分布, 加强区、减弱区位置不变 两列波的频率相同 干涉和衍射是波特有的现象 内容 项目 定义 现象 可观察到明显 现象的条件 相同点 波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播的现象 波能偏离直线而传到直线传播以外的空间 缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长 干涉和衍射是波特有的现象 特别提醒: (1)加强区振动加强只是振幅变大, 并不是质点一直处于位移最大值.(2)只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象.(3)任何波都能发生衍射现象, 而发生明显的衍射需要一定的条件. 2. 多普勒效应的几点注意 (1)发生多普勒效应时, 波源的真实频率不会发生任何变化, 只是观察者接收到的频率发生了变化. (2)观察者接收到的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运动. (3)多普勒效应的两种情况 即时应用 3. (2011·高考上海单科卷)两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图12－2－3所示, 其中实线表示波峰, 虚线表示波谷, 则(　　) 图12－2－3 A. 在两波相遇的区域中会产生干涉 B. 在两波相遇的区域中不会产生干涉 C. a点的振动始终加强 D. a点的振动始终减弱 解析: 选 B.由图知, 两列波的波长不相等, 不满足波的干涉条件, 故B正确, A、C、D错误. 题型探究讲练互动 例1 波动图像的应用 (2011·高考海南卷)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图12－2－4所示. 介质中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt) cm. 关于这列简谐波,下列说法正确的是 (　　) 图12－2－4 A.周期为4.0 s　　　　 B. 振幅为20 cm C. 传播方向沿x轴正向 D. 传播速度为10 m/s 【思路点拨】　解此题关键有两点: (1)利用y＝10sin(5πt)确定振幅、周期及P点振动方向. (2)利用波的图像确定波长及波速和传播方向. 【答案】　CD 【方法引导】　波的图像描述在波的传播方向上的介质中各质点在某时刻离开平衡位置的位移. 简谐波的图像是一条正弦或余弦曲线. 波的图像的重复性, 相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同. 例2 波的干涉问题 (2010·高考海南卷)如图12－2－5为某一报告厅主席台的平面图, AB是讲台, S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭, 它们之间的相互位置和尺寸如图所示. 报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫. 为了避免啸叫, 话筒最好摆放在讲台上适当的位置, 在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消. 已知空气中声速为340 m/s.若报告人声音的频率为136 Hz, 问讲台上这样的位置有多少个？ 【思路点拨】　讲台上适当的位置, 应满足两声波在该位置为振动减弱点, 然后确定加强点, 利用对称性, 再确定减弱点. 图12－2－5 图12－2－6 所以, B点也是干涉加强点. 因而O、B之间有2个干涉相消点, 由对称性可知, AB上有4个干涉相消点. 【答案】　4个 【规律总结】加强点和减弱点的判断: 某质点的振动是加强还是减弱, 取决于该点到两相干波源的距离之差Δr. 例3 波的多解问题 (满分样板　11分)(2012·镇江模拟)如图12－2－7实线是某时刻的波形图像, 虚线是经过0.2 s时的波形图像. 求: 图12－2－7 (1)波传播的可能距离; (2)可能的周期; (3)可能的波速; (4)若波速是35 m/s, 求波的传播方向; (5)若0.2 s小于一个周期时, 求传播的距离、周期、波速. ?解题样板规范步骤, 该得的分一分不丢！ (1)波的传播方向有两种可能: 向左传播或向右传播. 向左传播时, 传播的距离为 x＝nλ＋3λ/4＝(4n＋3) m(n＝0、 1、2…)(1分) 向右传播时, 传播的距离为 x＝nλ＋λ/4＝(4n＋1) m(n＝0、1、 2…)(1分) (2)向左传播时, 传播的时间为 t＝nT＋3T/4 得: T＝4t/(4n＋3)＝0.8/(4n＋3) (n＝0、1、2…)(1分) 向右传播时, 传播的时间为 t＝nT＋T/4 得: T＝4t/(4n＋1)＝0.8/(4n＋1) (n＝0、1、2…)(1分) (3)计算波速, 有两种方法: v＝x/t或v＝λ/T 向左传播时, v＝x