2020_2021学年新教材高中物理第三章机械波第三节_第四节机械波的传播现象多普勒效应学案粤教版选择性必修第一册.doc

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1、考试第三节机械波的传播现象第四节多普勒效应课程标准素养目标1.知道波的反射和折射现象。2．通过实验，了解波的衍射现象、了解波的干涉现象。3．通过实验，认识多普勒效应，并能解释多普勒效应产生的原因，了解多普勒效应的应用实例。1.初步形成波的反射，波的折射、波的干涉和多普勒效应的概念。(物理观念)2．探究发生明显衍射现象的条件。(科学探究)3．学习利用矢量合成法分析波的叠加原理。根据相对运动理解多普勒效应。(科学思维)4．了解干涉现象和多普勒效应在生产和生活中的应用，开阔学生的视野，激发学生的学习兴趣。(科学态度与责任)必备知识·自主学习一、机械波的衍射与惠更斯

2、原理　如图，做水波的衍射实验时，P点的水没有振动起来，为使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法有哪些？提示：N板上移或M板下移，也可以减小波的频率。1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多-23-/23考试，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。4．惠更斯原理：(1)内容：介质中波动传到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包络就形成新的波面。(2)适用X围：惠更斯原理对任何波动过程都是适用的

3、。二、波的反射和折射1．反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。2．折射现象：波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。3．规律：在波的反射中，波的频率、波速和波长都不变；在波的折射中，频率不变，波速和波长发生改变。三、波的干涉两列水波的干涉图样有什么规律？提示：振动强弱相互间隔且稳定不变1．波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。2．波的干涉：(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区

4、域的振幅减小的现象。-23-/23考试(2)稳定干涉条件。①两列波的频率必须相同。②两个波源的相位差恒定。③振动方向相同。3．干涉的普遍性：一切波满足条件后都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。四、多普勒效应及其应用1．多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。2．多普勒效应产生的原因：(1)当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观察到的频率等于波源振动的频率。(2)当波源与观察者相向运动时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相

5、远离时，观察到的频率变小。3．应用：(1)测车辆速度：交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。(2)测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的频率。然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球的速度。(3)医学方面——多普勒彩超。(1)一切波都能发生干涉现象。(√)(2)两列波相遇后各自的运动特征会受到影响。(×)-23-/23考试(3)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的两倍。(×)(4)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。(×)(5)产生干涉的一个必要条件是

6、，两列波的频率必须相同。(√)(6)波在任何条件下都可以发生明显衍射。(×)关键能力·合作学习　波的衍射现象1．波的衍射的条件：应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。2．波的衍射的实质：波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。3．衍射现象与观察的矛盾：当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量

7、很弱，衍射现象不容易观察到。　光是一种波，如图为灯泡发光的情况。讨论：(1)生活中见到的光的传播有何特点？(2)生活中为什么很难观察到光的衍射现象？提示：(1)沿直线传播。-23-/23考试(2)生活中的物体或孔洞比光波的波长大得多。【典例】(2021·某某高二检测)如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图像，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图像是(　　)【解题探究】(1)什么是衍射现象？提示：衍射现象是波特有的现象，是指波绕过障碍物继续传播的现象。(2)发生衍射的条件是什么？提示：发生衍射没有条件，发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸大小远小于波

8、长，或相差不大。【解析】选D。当波的波长与小孔的尺寸