1、波的反射 折射 衍射 干涉,1.波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面 2.波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线 3.平面波与球面波 波面是以波源为球心的一 个个球面，波线是这些面 的半径，这种波叫球面波； 波阵面是平面的波为平 面波,4.惠更斯原理：介质中的 任意一波面上的各点， 都可以看做发射子波的 新波源，其后任意时刻， 这些子波在波前进方向 的包络面就是新的波面 5.波的反射：当波遇到障碍 物时，会返回到原来的介质 中继续传播，这种现象叫做 波的反射,6.反射定律 (1)入射线、法线、反射线在同一平面内，反射角等于入射角 (2)反射波的波长、频率
2、、波速都跟入射波相同,思考：用惠更斯原理证明平面波的反射定律,7.波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射,8.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比： 其中i是入射角，r是折射角，波速是由介质的 本身属性而定的。,思考：用惠更斯原理证明平面波的折射定律,例1 有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭的山崖，汽车鸣笛2s后司机听到回声，求此时汽车距离山崖多远？（已知v声=340m/s),例2 某列波以60入射角从甲介质射入乙
3、介质的界面上同时发生反射和折射，若反射线与折射线夹角为90，波仔乙介质中的波速为1.2105km/s，求波在甲介质中的波速？,9.波的衍射：波绕过障碍物或小孔，到它们背后的区域传播的现象叫波的衍射。 衍射是波的特有现象，一切波都会产生衍射现象 衍射现象明显的条件：障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多或小于波长。波长较长的波容易发生衍射现象 利用惠更斯原理可以很好 的解释波的衍射现象,S,d,观察：波的衍射,S,d,10.波的独立性原理与波的叠加原理：波的独立性原理:两列波相遇后，仍象相遇前一样,各自保持原有的波形继续传播. 波的叠加原理:在两列波重叠的区域里,任何一个质点的总位移,都等于两列波分别
4、引起的位移的矢量和.,例3 如图，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度大小相等，其中一列波沿x方向传播（图中实线），一列波沿x轴负方向传播（图中虚线），这两列波频率相同，振动方向沿y轴方向，则图中x=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x=_，振幅最小的是x=_。,11.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，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉 12.频率相同，振动同步的波的振动强弱的判断 波程差是波长的整数倍：S=n（n=0,1,2,3 ）为振动的加强 波程差是半波长的奇数倍：S=（n+1/2） （n=0,1,2,3）为振动的减弱
5、无论是振动加强还是振动减弱的质点，其振动周期都与波源相同，且都在平衡位置附近做振动。,两列频率相同的水波的叠加,波峰与波峰/波谷与波谷相遇，质点的振幅能够达到最大，x=x1+x2，则该点振动加强；波峰与波谷相遇，振幅最小，称为振动减弱。x=x1+x2当x1=-x2时，x=0。,例4 如图，S1、S2是相干波源，它们同步且振幅相同。实线和虚线分别表示它们所发出的波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点正确的是( ) A 该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱 B 该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强 C a质点的振动始终是最弱的， b、c、d质点的振动始
6、终是最强的 D 再过T/4后的时刻a、b、c 三个质点都将处于各自的平 衡位置，因此振动最弱,例5 如图为相干水波的叠加，实线为波峰，虚线为波谷。两列波的振幅均为5cm，波速和波长为1m/s和0.5m，C点是BE连线的中点，下列说法正确的（ ） A .C、E两点都保持静止不动 B . 图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm C .图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动 D. 从图示的时刻起经0.25s， B点通过的路程为20cm,例6 如图示，在y 轴上的QP两点位置上有两个频率相同，振动方向相同的振源，它们激起的机械波长为2m，QP两点的纵坐标分别为yQ=6m，yP=1m，那么在x轴上从
7、+到- 的位置上，会出现振动减弱区域有_个。,多普勒效应,1.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应波源的频率：波源在单位时间内完成全振动的次数，又等于单位时间内波源发出的完整波的个数。波在介质中的频率与波源的频率相同。观察者接收到的频率：接收到的频率决定了音调的高低，即单位时间内接收到完整波的个数,2.发生多普勒效应的几种情况： 当波源和观察者相对介质 都静止不动，即二者没有相 对运动时，单位时间内波源 发出几个完全波，观察者在 单位时间内就接收到几个完 全波观察者接收到的频率 等于波源的频率,波源相对介质不动，观察者相对波源发生运动的时 当观察
8、者由B向A运动时， 单位时间内接收到的完整 波个数增多，则音调增强； 反之，观察者由B向C运动时, 单位时间内收到的完整 波个数减少，则音减弱。,观察者相对介质不动，波源相对于介质发生运动 波源向右运动，如果观察 者在A处，则单位时间内 接收到的完整波数减少， 音调降低，如果观察者在 B处，则单位时间内接收 到的完整波数增多，音调 升高,3.对多普勒效应的总结 在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化 多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应 当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的
9、频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小,4.多普勒效应的应用 有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢. 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度. 由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度. 医学上用来诊断人体心脏、人体血管等疾病的彩超,5.知识拓展：多普勒效应中的定量计算 v表示波的传播速度，u表示波源相对于介质的速度，v人表示观察者相对于介质的速度 当观察者运动（波长不变），则：=vf，f1=（v+v人）/ (靠近声源）; f1=（v-v人）/ （远离声源） 当声源运动，则波长发生改变， 1= -uT，f1=v/ -uT(靠近观察者）; f1=v/ +uT（远离观察者）,例1 以速度u=20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275Hz，已知空气中的声速为v=340m/s， (1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到笛声的频率是多少？ (2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到笛声的频率是多少？,
