波的衍射和多普勒效應 導學案-高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

設計人：高中物理演員第頁3.3波的衍射和多普勒效應班級：姓名：一、學習目標1.明確波的反射和折射的定義及特點；2.清楚波的衍射的定義，明確衍射圖樣的特點及波發(fā)生明顯衍射的條件3.理解多普勒效應及其相關解釋，并掌握多普勒效應的應用。二、課堂任務1.波的反射（1）反射現象：波遇到障礙物會返回原來的介質中繼續(xù)傳播，這種現象叫波的反射。（2）反射定律：反射線、法線與入射線在同一平面內，反射線與入射線分居發(fā)現兩側，入射角i反射角i'2.波的折射（1）折射現象：波從一種介質進入另一種介質，傳播方向發(fā)生偏折的現象。（2）折射定律：sini（3）折射率：介質b對介質a的折射率n例1：上圖，圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A．2與1的波長、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等（4）反射時，頻率，波長，波速，能量。（“增大”“減小”或“不變”）折射時，頻率，波長，波速。（填“改變”或不變）3.波的衍射（1）定義：波可以繞過繼續(xù)傳播的現象；（2）發(fā)生明顯衍射現象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長，或者跟波長相差．判斷：①若障礙物的尺寸比波長大很多，就不會發(fā)生衍射現象了；②只有橫波會發(fā)生衍射現象，縱波不能發(fā)生衍射現象；③聲波容易發(fā)生衍射現象是因為聲波的波長較長④在房間中可以接收到收音機和電視信號，是電磁波的衍射現象；例2：如圖是觀察水波衍射現象的實驗裝置，AB和CD是兩塊擋板，BC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）之間的距離表示一個波長，則此時______（選填“能”或“不能”）明顯觀察到波的衍射現象，擋板前后波紋之間的距離______。（選填“相等”或“不相等”）例3：如上圖，S是波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可以左右移動，兩板中間有一狹縫，此時A點沒有明顯振動，為了使A點能發(fā)生明顯振動．可采用的方法是()A．增大波源的頻率 B．減小波源的頻率C．將N板向右移D．將N板向左移4.多普勒效應（1）由于波源與觀察者之間,使觀察者接收到波的頻率發(fā)生變化現象（2）定性：波源和觀察者相對靜止，f觀察者=f波源，音調不變；波源與觀察者相互靠近時，相同時間內通過觀測者的波峰（或密部）數目變多，f觀察者>f波源，音調；波源與觀察者相互遠離時，f觀察者<f波源，音調。例4：下圖表示產生機械波的波源O做勻速運動的情況下,某一時刻在介質平面中的情形,圖中的圓表示波峰。①該圖表示的是.A.干涉現象

B.衍射現象C.反射現象

D.多普勒效應②波源正在移向點

③觀察到波的頻率最低的點是.（3）定量：設v表示波的傳播速度，v1表示波源的速度，v2表示觀測者的速度。若波源遠離觀察者，f觀察者=v若觀察者遠離波源，f觀察者=例5：如右圖,S為振源,P點有一觀察者,振源發(fā)聲頻率為20Hz，則人聽到的聲音的頻率為.A.當振源S以17m/s的速度遠離觀察者運動時，頻率為21Hz

B.當振源S以17m/s的速度靠近觀察者運動時，頻率為19Hz

C.當觀察者以17m/s的速度靠近察者運動時，頻率為21Hz

D.以上說法均不正確

例6：有一種用鋼絲操縱的做圓周飛行的飛機模型，裝有兩沖程的活塞式發(fā)動機作為動力.操縱者站在圓心，在他聽來發(fā)動機工作時發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的.場邊的觀察者聽到的聲音忽高忽低地做周期性變化.模型飛機飛行速度是90km/h，活塞式發(fā)動機的轉速是9000r/min，則觀察者聽到的聲音的最高頻率是____Hz，最低頻率是Hz操縱者聽到的聲音的頻率是______Hz.（設這時空氣中的聲速為340m/s）三、課堂總結1.①波發(fā)生反射時，頻率、波長、波速不變，能量減小。②折射時，頻率不變，波長、波速發(fā)生改變。③在多普勒效應中，波源的頻率是不改變的。只是由于波源和觀察者之間有相對運動，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。2.波的反射、折射、衍射和多普勒效應是波的傳播過程中共有的特征，不僅機械波中的聲波，電磁波中的光波也會發(fā)生。四、反思答疑