第5节 波的干涉、衍射 第6节 多普勒效应
1.知道波的叠加原理． 2.理解形成稳定干涉图样的条件，掌握振动加强点、减弱
点的振动情况．(重点＋难点) 3．掌握波产生明显衍射的条件．(重点) 4.了解多普勒效应，能运用多普勒效应解释一些相关的物理现象．(难点)
一、波的叠加原理：在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和．这就是波的叠加原理，如图所示．
二、波的干涉现象
1．定义：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域相互间隔、位置保持不变，这种稳定的叠加现象叫做波的干涉．形成的图样叫做干涉图样．
2．产生干涉的必要条件：两列波的频率一定相同，而且两波源振动步调一致. 三、波的衍射现象
1．定义：波能够绕到障碍物的后面传播的现象，叫做波的衍射．
2．发生明显衍射现象的条件：当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时，就能观察到明显的衍射现象．
四、多普勒效应及其应用
1．多普勒效应：指由于观测者与波源之间有相对运动，观测者得到的频率与波源频率不同的现象，它是1842年奥地利物理学家多普勒首先发现的．
2．由多普勒效应的模拟实验知
(1)波源与观测者相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同，观测者接收到的频率和波源的振动频率相同．
(2)波源与观测者相互靠近时，观测者单位时间内接收到的完整波数目增多，观测者接收到的频率大于波源振动的频率．
(3)波源与观测者相互远离时，观测者单位时间内接收到完整波数目减少，表明测得的频率小于波源振动的频率．
3．多普勒效应的应用
(1)医院里用超声波通过测定血流的速度，可以检查大脑、眼底等处的血管病变． (2)测定人造卫星位置的变化，测定流体的流速，检查车速等．
(3)通过测量某天体上元素发出的光波的频率，就可以算出此天体相对地球的运动情况．
刘心武的小说漫谈金陵十二钗《贾元春之死》中有这样一段：抱琴并不在意．她发现了院中一样东西，很高兴，走过去细看，报告说：“娘娘，巧啦！这儿有现成的乞巧盆哩！”
那院子里，有一雕花石台，石台上，放置着一具双耳铜盆，里面储满雨水．抱琴试着用手摩擦那双耳，盆里的水，顿时仿佛鼎沸起来．抱琴高兴得爽笑起来．
双耳铜盆里的水是怎么回事？
提示：用手摩擦铜盆两耳产生振动，两个频率相等的波源，在盆中水面上激起两列水面波，产生了干涉，“盆里的水，顿时仿佛鼎沸起来”．
对波的干涉现象的理解
1．波的叠加是无条件的：任何频率的两列波在空间相遇都会叠加． 2．稳定干涉图样的产生是有条件的 (1)两列同类的波． (2)波的频率相同． (3)振动方向相同． (4)相位差恒定． 3．干涉图样及其特征 (1)干涉图样如图所示：
(2)特征
①加强区和减弱区的位置固定不变．
②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)． ③加强区与减弱区互相间隔．
4．振动加强点和减弱点的判断方法
(1)条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条λ
件如下：设点到两波源的距离差为Δr，则当Δr＝2k(k＝0，1，2…)时为加强点；当Δr＝(2k
2λ
＋1)(k＝0，1，2…)时为减弱点．若两波源振动步调相反，则上述结论相反．
2
(2)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．
(1)振动加强点的位移大小始终等于两列波分别引起的位移之和．但并不是
始终处于波峰或波谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移为零，只是振幅为两列波振幅之和，显得振动剧烈．
(2)振动减弱点始终减弱，它的位移大小始终等于两列波引起的位移之差．振幅为两列波振幅之差．如果两列波的振幅相同，则振动减弱点将会总是处于静止的，并不振动．
命题视角1 波的干涉条件的判断
1
已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为 s，②频率为104 Hz，③
20
波长为10 m，它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和② C．①和③
B．②和③ D．都可以
v
[解析] 由波速公式v＝λf得：波长λ＝＝vT，则①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝
f1340
340× m＝17 m，λ2＝4 m＝0.034 m，λ3＝10 m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①
2010③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确．
[答案] C
命题视角2 振动加强点与减弱点的判断
如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，－2)．两
波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示．两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)．
2019-2020学年物理教科版选修3-4学案：第二章第5节 波的干涉、衍射 第6节 多普勒效应 Word版含答案
