人教版高中物理選擇性必修第一冊第三章機(jī)械波

第三章機(jī)械波3.1波的形成人教版高中物理選擇性必修第一冊目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道波是振動形式的傳播，知道波在傳播振動形式的同時也傳播能量和信息.2.能區(qū)分橫波和縱波，知道什么是波峰和波谷，什么是密部和疏部.

（重點(diǎn)）3.知道機(jī)械波和機(jī)械波形成的條件.

（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)

在藝術(shù)體操的帶操表演中，運(yùn)動員手持細(xì)棒抖動彩帶的一端，彩帶隨之波浪翻卷。彩帶上的波浪向前傳播時，彩帶上的每個點(diǎn)也在向前運(yùn)動嗎？問題：？新課導(dǎo)入

彩帶上的波浪翻卷實際是振動在彩帶上傳播的結(jié)果。振動的傳播稱為波動，簡稱波（wave）。波是怎樣形成的？想一想：無處不在的波聲波水波彈簧縱波無處不在的波地震波光波電磁波一、波的形成1、定義：機(jī)械振動在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了機(jī)械波。有振動不一定存在波，有波一定存在振動。2、產(chǎn)生條件：①有振源。②有可傳播波的介質(zhì)。新課講解一、波的形成波源（振源）：能夠維持振動的傳播，不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。如:我們的聲帶、各種樂器在發(fā)聲時、各種機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時就是振源。介質(zhì)：凡是能傳播機(jī)械振動的媒介物質(zhì)，都可以叫做介質(zhì)。如：水能傳播水波、繩子可傳播繩波、空氣可傳播聲波、大地可傳播地震波等等，則水、繩子、空氣、大地等都可叫做介質(zhì)。一、波的形成波的形成與傳播設(shè)想把繩分成許多小部分每一小部分可以看成質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用力。一、波的形成繩波的形成請點(diǎn)擊手一、波的形成觀察演示現(xiàn)象

由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用，當(dāng)繩中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動（振源）時，就會帶動相鄰的質(zhì)點(diǎn)，使它上下振動。這個質(zhì)點(diǎn)又帶動更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)振動起來，從而使繩子上的質(zhì)點(diǎn)都跟著振動起來。繩端這種上下振動的狀態(tài)就沿繩子傳了出去，從整體上看就是一些凹凸相間的波形。

機(jī)械波的形成過程：由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間的力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動時，就會帶動附近的各質(zhì)點(diǎn)振動，附近各點(diǎn)的振動又帶動較遠(yuǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動，從而使振動向遠(yuǎn)處傳播。

﹡波的傳播過程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動特點(diǎn)：前帶后，后跟前，運(yùn)動狀態(tài)向后傳；

波源質(zhì)點(diǎn)先向上振,其它質(zhì)點(diǎn)也向上；質(zhì)點(diǎn)上下振動，但不隨波遷移;質(zhì)點(diǎn)傳播能量由近向遠(yuǎn).因此:波傳遞的是運(yùn)動形式和能量.

一、波的形成二、橫波和縱波1、橫波①特征：②波形特點(diǎn)：凹凸相間的波紋③波峰與波谷：凸起部分的最高點(diǎn)叫做波峰凹下部分的最低點(diǎn)叫波谷質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直想一想二、橫波和縱波

一組學(xué)生手挽手排成一行，從左邊第一位同學(xué)開始，周期性地下蹲、起立，依次帶動旁邊的同學(xué)重復(fù)他的動作，只是后邊的一位總比前邊的一位稍遲一點(diǎn)點(diǎn)。這樣就會看到凹凸相間的波沿著隊伍傳播開來，而每個學(xué)生的位置并沒有移動。運(yùn)動會上的團(tuán)體操表演常常用這種辦法來表現(xiàn)波浪（圖）。團(tuán)體操表現(xiàn)波浪二、橫波和縱波2、縱波①特征：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。②波形特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)分布較稀的部分叫疏部，質(zhì)點(diǎn)分布較密的部分叫密部。例如:聲波是縱波,地震波既有橫波成份,又有縱波成份。水波既不是橫波，也不是縱波。二、橫波和縱波觀察彈簧形成的波

如圖，將一根長而軟的彈簧水平放置在光滑平面上，在左端沿彈簧軸線方向不斷推、拉彈簧，觀察實驗現(xiàn)象。思考與討論二、橫波和縱波聲波：聲波有橫有縱，但大部分是縱波，要看傳播的介質(zhì)。聲音在空氣傳播是縱波，因為聲音在傳播過程中是空氣（介質(zhì)）發(fā)生膨脹和收縮是沿著聲波傳播方向的。聲波在固體中傳播可能是橫波也可能是縱波。橫波在介質(zhì)中傳播時，只有固體能承受切變，因此橫波只能在固體中傳播.縱波在介質(zhì)中就形成稠密和稀疏的區(qū)域，故又稱為疏密波.縱波可引起介質(zhì)產(chǎn)生容變.固體、液體、氣體都能承受容變，因此縱波能在所有物質(zhì)中傳播.波的特征：二、橫波和縱波地震波既有橫波又有縱波。(水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。)沿著波的傳播方向向前看去，前面各質(zhì)點(diǎn)的振動位相都依次落后于波源的振動位相.機(jī)械波向外傳播的是波源(及各質(zhì)點(diǎn))的振動狀態(tài)和能量.波的特征：三、機(jī)械波機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。①機(jī)械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)的一種共同運(yùn)動形式。②當(dāng)波源的介質(zhì)發(fā)生振動時，各個質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移，機(jī)械波向外傳播的只是機(jī)械振動的形式。③波是傳播能量的一種方式。三、機(jī)械波機(jī)械波的規(guī)律（特點(diǎn)）1）介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)不是同時起振的，離振源近的質(zhì)點(diǎn)先起振。（步調(diào)不一致）前面的質(zhì)點(diǎn)帶動后面的質(zhì)點(diǎn)振動，后面的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面的質(zhì)點(diǎn)的振動，并且后面的質(zhì)點(diǎn)的振動依次滯后前面的質(zhì)點(diǎn)。2）介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近做機(jī)械振動，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移。三、機(jī)械波機(jī)械波的規(guī)律（特點(diǎn)）3）傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振動都是受迫振動，驅(qū)動力來源于波源。介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向、周期、頻率、振幅和波源相同。（具有周期性）4）波向前傳播的是振動形式、能量和信息。做一做

有一盆平靜的水，上面漂著一片小紙屑。用筆尖輕點(diǎn)水面，觀察產(chǎn)生的水波。使筆尖周期性地輕點(diǎn)同一處水面，觀察水波的傳播和紙屑的運(yùn)動。三、機(jī)械波1、機(jī)械波的產(chǎn)生條件：①振源；②介質(zhì)。注意：有機(jī)械波必有機(jī)械振動，有機(jī)械振動不一定有機(jī)械波。2、按質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向的關(guān)系，可把機(jī)械波分為橫波與縱波。例1、(單選）關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()A．對于橫波和縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反B．對于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向一定相同C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)，隨波一起遷移D．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移D當(dāng)堂小練【答案】D【解析】橫波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與傳播方向相互垂直，縱波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與傳播方向有時相同，有時相反，故A、B項錯誤；介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都是在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動，不會隨波遷移，故C項錯誤，D項正確.例2、（單選）關(guān)于機(jī)械波，下列說法中正確的是()A．機(jī)械波的振幅與波源振動的振幅不相等B．在波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動頻率等于波源的振動頻率C．在波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動速度等于波的傳播速度D．在機(jī)械波的傳播過程中，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動的周期越大B【答案】B【解析】波在傳播過程中，機(jī)械波的振幅與波源振動的振幅是相等的，故A錯誤；每個質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動，因此質(zhì)點(diǎn)的振動頻率和波源的振動頻率是相同的，故B正確；振動速度與波的傳播速度是不相同的，故C錯誤；在波傳播中各點(diǎn)的振動周期均與波源的周期相同，故D錯誤．例3、（單選）聲音在空氣中傳播的過程中，以下說法正確的是()A．波速不斷減小B．頻率不斷減小C．振幅不斷減小D．波長不斷減小C【答案】C【解析】聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，聲音在空氣中的傳播過程中，傳播速度、頻率以及波長均不發(fā)生變化；但其振幅隨著距離的增大而減小，故A、B、D錯誤，C正確，例4、（單選）關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．如果波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的波動也立即停止B．物體作機(jī)械振動，一定產(chǎn)生機(jī)械波C．波的傳播速度即波源的振動速度D．波動的頻率，與介質(zhì)性質(zhì)無關(guān)，僅由波源的振動頻率決定D【答案】D【解析】振源停止振動時，由于慣性，其他振動質(zhì)點(diǎn)并不立即停止振動，所以在介質(zhì)中傳播的波動并不立即停止，故A錯誤．物體作機(jī)械振動，不一定產(chǎn)生機(jī)械波，還需要傳播振動的介質(zhì)，故B錯誤．波在均勻介質(zhì)中勻速傳播，速度不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動速度隨時間是周期性變化的，所以波的速度與振源的振動速度不同．波的傳播速度與波源的振動速度無關(guān)，故C錯誤．波在介質(zhì)中傳播的頻率等于振源的振動頻率，與介質(zhì)性質(zhì)無關(guān)，僅由振源決定，故D正確．第三章機(jī)械波3.2波的描述目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道波的圖像，能區(qū)分波的圖像和振動圖像，并能從圖像中得到振幅、波長等相關(guān)物理量的信息.（重點(diǎn)）2.知道波長、頻率和波速的概念以及它們之間的關(guān)系.

（重點(diǎn)）3.會根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向互判.

（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)

觀察水波，可以看出波在空間、時間上具有周期性，我們能否用圖像的方法來描述一列波呢？如果能，坐標(biāo)軸表示的是什么物理量？問題：？新課導(dǎo)入

過去我們研究的是單個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況，用x-t圖像可以很方便地描述質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的位移。而波卻是很多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，在同一時刻各個質(zhì)點(diǎn)的位移都不盡相同，不方便用x-t圖像來描述。能否用其他的圖像來描述波呢？我們以橫波為例研究波的圖像。想一想：一、波的圖像1、把平衡時位于x1,x2,x3，…的質(zhì)點(diǎn)的位移y1，y2，y3，…畫在Oxy坐標(biāo)平面內(nèi)，得到一系列坐標(biāo)為（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），…的點(diǎn)，這些點(diǎn)的集合就是這一時刻波的圖像。波的圖像有時也稱波形圖。橫波的圖像新課講解一、波的圖像橫波的圖像2、如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波（simpleharmonicwave）。可以證明，介質(zhì)中有正弦波傳播時，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做簡諧運(yùn)動。一、波的圖像波的圖象的物理意義

波的圖象表示介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)在某一時刻(同一時刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時刻質(zhì)點(diǎn)振動的位移不同，波形也隨之改變，不同時刻的波形曲線是不同的。1、該時刻沿波的傳播方向上各個質(zhì)點(diǎn)的位移；

2、各個質(zhì)點(diǎn)的振幅A;

3、能根據(jù)波的傳播方向判斷各個質(zhì)點(diǎn)在該時刻的運(yùn)動方向、加速度方向及其變化情況；4、可以畫出另一時刻的波形圖。一、波的圖像Ay

/mx

/m123456780B0.10AV波的圖象中包含的信息一、波的圖像波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向的判斷方法二、波長、頻率和波速

波長λ1、定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫作波長。（1）注意：“位移總是相等”且“相鄰”兩質(zhì)點(diǎn)的準(zhǔn)確含義。（2）在橫波中兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離為縱波的波長。波長注意：同一波源產(chǎn)生的機(jī)械波，隨著傳播介質(zhì)的不同，波長會發(fā)生改變。二、波長、頻率和波速

波長λ

在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。橫波的波長縱波的波長二、波長、頻率和波速

周期（T）、頻率（f）周期：波前進(jìn)一個波長的距離所需要的時間.頻率：周期的倒數(shù)，即單位時間內(nèi)波動所傳播的完整波的數(shù)目.波速：波動過程中，某一振動狀態(tài)（即振動相位）單位時間內(nèi)所傳播的距離（相速）.二、波長、頻率和波速①.周期、頻率與介質(zhì)無關(guān)，與波源的相同。波長、波速與介質(zhì)有關(guān)。③.波在不同介質(zhì)中頻率不變。②.不同頻率的同一類波在同一介質(zhì)中波速相同。周期或頻率只決定于波源的振動!波速只決定于媒質(zhì)的性質(zhì)！二、波長、頻率和波速

聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度二、波長、頻率和波速四個物理量之間的聯(lián)系1、

波形圖與振動圖的區(qū)別：波形圖表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點(diǎn)”在“某一時刻”的位移，振動圖像則表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點(diǎn)”在“各個時刻”的位移。2、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系：上下坡發(fā)、同側(cè)法、微平移法。3、波長、頻率、周期、波速之間的關(guān)系：例1、（單選）一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0時的波形如圖所示,質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1m,A點(diǎn)速度沿y軸正方向;t=0.02s時,質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處,由此可知()A.此波沿x軸正方向傳播B.此波沿x軸負(fù)方向傳播C.從t=0時起,經(jīng)過0.04s,質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1mD.在t=0.04s時,質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置處,速度沿y軸負(fù)方向B當(dāng)堂小練【答案】B【解析】由A點(diǎn)向上振動,可判定波沿x軸負(fù)方向傳播,故選項A錯誤,B正確;由波的圖象看出,經(jīng)t=0.02s質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)最大位移處,則t=T,T=0.08s,經(jīng)0.04s,質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置處,速度沿y軸正方向,故選項D錯誤;波傳播過程中,質(zhì)點(diǎn)A并不隨波遷移,故選項C錯誤。例2、（單選）如圖是一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知圖中b位置的質(zhì)點(diǎn)起振時間比a位置的質(zhì)點(diǎn)晚0.5s，b和c之間的距離是5m，則此列波的波長和頻率分別為()A．5m,1HzB．10m,2HzC．5m,2HzD．10m,1HzA【答案】A【解析】從波的圖象可以看出，波長λ＝5m，b點(diǎn)比a點(diǎn)的起振時間晚0.5s，則波速v＝

m/s＝5m/s，所以T＝1s，f＝1Hz.例3、(單選）圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時刻為計時起點(diǎn)的振動圖象．則下列說法正確的是()A．該波的速度為1.6m/s，沿x軸負(fù)方向傳播B．該波的速度為20m/s，沿x軸正方向傳播C．經(jīng)過0.2s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向遷移了4mD．經(jīng)過0.1s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動方向沿y軸正方向B【答案】B【解析】簡諧橫波的波長λ＝4m，T＝0.2s，則波速v＝20m/s，A錯，B對；根據(jù)簡諧波“前帶后，后隨前”帶動原則可知：該波沿x軸正方向傳播；質(zhì)點(diǎn)不“隨波逐流”，所以C錯誤；質(zhì)點(diǎn)Q此時向上振動，經(jīng)過0.1s，即半個周期后質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，D錯．例4、一列自右向左傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻的波形圖如圖所示，此時坐標(biāo)為(1,0)的質(zhì)點(diǎn)剛好開始運(yùn)動，在t＝0.3s時刻，質(zhì)點(diǎn)P在t＝0時刻后首次到達(dá)波峰位置，質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(一3,0)，則下列說法正確的是________。A．在t＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向B．這列波的傳播速度為m/sC．在0～0.3s時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動的路程為0.03mD．在t＝0.5s時刻，質(zhì)點(diǎn)Q首次到達(dá)波峰位置E．這列波的波源起振方向沿y軸正方向ADE第三章機(jī)械波3.3波的反射、折射和衍射目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道波的反射和折射，并且了解其規(guī)律.2.知道波的衍射及產(chǎn)生明顯衍射的條件.

（重點(diǎn)）3.能夠根據(jù)波的反射、折射和衍射的特點(diǎn)，分析波在傳播過程中遇到障礙物時發(fā)生的現(xiàn)象.

（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)

我們知道，聲音在傳播過程中，遇到障礙物時會發(fā)生反射。對著遠(yuǎn)處的峭壁大喊一聲會聽到回聲，就是聲波在峭壁上反射的結(jié)果。生活中，你是否注意過水波的反射？波的反射應(yīng)該遵從什么規(guī)律？問題：？新課導(dǎo)入水波的反射

蝙蝠在飛行的時候，喉內(nèi)能夠產(chǎn)生超聲波，超聲波通過口腔發(fā)射出來。當(dāng)超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時，蝙蝠能夠用耳朵接受，并能判斷探測目標(biāo)是昆蟲還是障礙物，以及距離它有多遠(yuǎn)。人們通常把蝙蝠的這種探測目標(biāo)的方式，叫做“回聲定位”。蝙蝠的回聲定位

回聲探測設(shè)備是最早的一類水下聲學(xué)儀器，這種設(shè)備得到了廣泛地應(yīng)用。所有這樣的設(shè)備都有一個共同的特點(diǎn)：它們都利用一組發(fā)射換能器在水下發(fā)射聲波，使聲波沿海水介質(zhì)傳播，直到碰到目標(biāo)后再被反射回來，反射回來的聲波被接收換能器接收。然后再由聲納員或計算機(jī)處理收到的信號，進(jìn)而確定目標(biāo)的參數(shù)和類型?；芈曁綔y儀在發(fā)波水槽一端有一平板振動發(fā)生器，振動發(fā)生器在水槽中能夠產(chǎn)生水波。在水槽中斜向放置一個擋板，觀察水波在傳播過程中發(fā)生的現(xiàn)象。想一想：水波的反射一、波的反射波的反射:1．定義：波在傳播過程中，遇到兩種介質(zhì)的分界面時返回到原介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．2．波的反射定律：當(dāng)波傳播到兩種介質(zhì)的交界處發(fā)生反射時，入射線、

法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分別位于法線的兩側(cè)，而且入射角等于反射角；反射波的波長、頻率和波速都與入射波相同．新課講解一、波的反射入射角反射角平面現(xiàn)象：波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播。特點(diǎn)：反射角等于入射角，反射波的波長、頻率和波速都和入射波相同。實例：回聲、混響。二、波的折射波的折射1．定義：波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，波的傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象．2．折射定律：波從第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)分界面處會發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中波速跟第二種介質(zhì)中的波速之比，即.這就是波的折射定律．二、波的折射入射角i折射角r特點(diǎn)：波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生了改變，入射角與折射角之間滿足折射定律?，F(xiàn)象：波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，傳播的方向會發(fā)生改變。水波的折射二、波的折射折射定律：

入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè)．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比。折射率二、波的折射折射定律：

1.當(dāng)入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。

2.當(dāng)入射速度小于折射速度時，折射角折離法線。

3.當(dāng)垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。

4.在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生改變。

波發(fā)生折射的原因是波在不同介質(zhì)中的速度不同。注意：波在反射、折射時的頻率、波速和波長二、波的折射波的反射波的折射傳播方向改變θ反=θ入改變θ折≠θ入頻率f不變不變波速v不變改變波長λ不變改變?nèi)?、波的衍射波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。1．發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長差不多．2．關(guān)于衍射的兩點(diǎn)說明(1)衍射始終存在，只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯．(2)衍射和干涉都是波的特有現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生干涉和衍射．水波的衍射實驗三、波的衍射

在水槽里放兩塊擋板，中間留一個狹縫，觀察水波通過狹縫后的傳播情況（圖甲）。保持水波的波長不變，改變狹縫的寬度，觀察水波的傳播情況有什么變化（圖乙）。波長一定的水波通過寬度不同的狹縫現(xiàn)象：水波繞過小孔或障礙物繼續(xù)傳播．

說明:①衍射是波特有的現(xiàn)象;一切波都能發(fā)生衍射．②衍射現(xiàn)象總是存在的,只有明顯和不明顯的差異.三、波的衍射觀察波長對衍射現(xiàn)象的影響三、波的衍射波長逐漸增大的衍射現(xiàn)象三、波的衍射波長不同的水波通過寬度一定的狹縫在狹縫寬度一定的情況下，波長對衍射實驗的影響三、波的衍射結(jié)論：

1、障礙物較大時對波有影響,較小時對波沒有影響,即障礙物比較小時能發(fā)生明顯衍射.窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯的衍射現(xiàn)象.

2、窄縫寬度比波長大得越多，衍射現(xiàn)象越不明顯；窄縫寬度跟波長相比非常大時，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象．三、波的衍射發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小,或跟波長相差不多.

說明:①障礙物或孔的尺寸大小,并不是決定衍射能否發(fā)生的條件,僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件.一般情況下,波長較大的波容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象.②波傳到小孔(或障礙物)時,小孔(或障礙物)仿佛是一個新的波源,由它發(fā)出與原來同頻率的波(稱子波)在孔后傳播,于是就出現(xiàn)了偏離直線傳播的衍射現(xiàn)象.③當(dāng)孔的尺寸遠(yuǎn)小于波長時盡管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射現(xiàn)象不容易觀察到.

一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象

.波的反射規(guī)律：1．入射波波線反射波波線和法線在同一平面內(nèi)．

２．反射角等于入射角．

定義：波遇障礙物返回繼續(xù)傳播叫波的反射。｛｛規(guī)律：定義：波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫波的折射。｛波的折射１．入射波波線折射波波線和法線在同一平面內(nèi)．２．｛波的衍射｛定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。規(guī)律：波能偏離直線而傳播到直線傳播以外的空間。例1、(單選）如圖所示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D當(dāng)堂小練【答案】D【解析】反射波的波速、波長、頻率都相等，折射波的頻率不變，波長和波速發(fā)生改變，故D正確．例2、(多選)關(guān)于波的反射與折射,下列說法正確的是()A.波發(fā)生反射時,波的頻率不變,波速變小,波長變短B.波發(fā)生反射時,波的頻率、波長、波速均不變C.波發(fā)生折射時,波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時,波的頻率不變,但波長、波速均發(fā)生變化BD【答案】BD【解析】波發(fā)生反射時,在同一種介質(zhì)中運(yùn)動,因此波長、波速和頻率不變,A錯誤,B正確;波在不同種介質(zhì)中運(yùn)動時發(fā)生折射,波速發(fā)生變化,但頻率由振源決定,波的頻率不變,由v=λf可知波長也發(fā)生變化,C錯誤,D正確。例3、(多選)如圖所示為水波的衍射現(xiàn)象,S為波源,d為擋板上的小孔寬度,相鄰弧線間距為一個波長,其中符合事實的是()BC【答案】BC【解析】選項A、B中小孔寬度大于波長,衍射現(xiàn)象不明顯,擋板會阻礙波的傳播,故A不符合事實、B符合事實;選項C、D中小孔寬度小于波長,衍射現(xiàn)象明顯,但穿過小孔后波速和頻率不變,波長應(yīng)不變,故C符合事實,D不符合事實。例4、(多選)下列現(xiàn)象屬于波的衍射現(xiàn)象的是()A.隔墻有耳B.空山不見人,但聞人語響C.余音繞梁,三日而不絕D.夏日雷聲轟鳴不絕AB【答案】AB【解析】余音繞梁,三日而不絕”和“夏日雷聲轟鳴不絕”主要是由聲音的反射引起的,不屬于波的衍射現(xiàn)象?！案魤τ卸焙汀翱丈讲灰娙?但聞人語響”屬于波的衍射現(xiàn)象。第三章機(jī)械波3.4波的干涉目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道波的疊加、波的干涉現(xiàn)象及相干波源的含義.2.明確干涉是波特有的現(xiàn)象及兩列波發(fā)生干涉的條件.

（重點(diǎn)）3.理解波的疊加原理.

（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)

在平靜的水面上，下落的雨滴激起層層漣漪，形成了復(fù)雜而美麗的圖案。這種圖案是怎樣產(chǎn)生的？問題：？新課導(dǎo)入一、波的疊加在介質(zhì)中常常有幾列波同時傳播。兩列波相遇時，會不會像兩個小球相碰時那樣，改變各自的運(yùn)動特征呢？想一想：新課講解觀察波的疊加現(xiàn)象在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，在繩上分別產(chǎn)生相向傳播的兩列波（圖甲）。觀察兩列波的傳播情況（圖）。一、波的疊加波的疊加觀察波的疊加現(xiàn)象一、波的疊加波傳播的獨(dú)立性原理或波的疊加原理：各列波在相遇前和相遇后都保持原來的特性(頻率、波長、振動方向、傳播方向等)不變，與各波單獨(dú)傳播時一樣；而在相遇處各質(zhì)點(diǎn)的振動則是各列波在該處激起的振動的合成。一、波的疊加一、波的疊加生活中波的獨(dú)立傳播和疊加開會時，大家討論的面紅耳赤，會議室內(nèi)聲音特響，但還是能區(qū)分出每一個人的說話聲音。一、波的疊加

幾列波相遇時能夠保持各自的運(yùn)動狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移的矢量和。二、波的干涉兩列周期相同的波相遇時，在它們重疊的區(qū)域里會發(fā)生什么現(xiàn)象？我們先觀察，然后再作解釋。想一想：觀察水波的干涉水槽中，波源是固定在同一個振動片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動片振動時，兩根細(xì)桿周期性地觸動水面，形成兩個波源。這兩個波源發(fā)出的是頻率相同的波。兩列波的振動方向也相同，水面質(zhì)點(diǎn)的振動都沿上下方向。由于兩根細(xì)桿是同步振動的，所以它們振動的相位差保持不變（總是0）。一、波的疊加二、波的干涉水波干涉圖樣水波干涉俯視圖樣二、波的干涉由觀察可知：這兩列波相遇后，在振動著的水面上，出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域，這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開。水波的干涉圖樣二、波的干涉1、定義：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉。2、干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣二、波的干涉波的干涉的示意圖把相應(yīng)的振動最激烈的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動加強(qiáng)區(qū)；相應(yīng)的振動最不激烈或靜止的質(zhì)點(diǎn)連起來，為振動減弱區(qū)．振動加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)是相互隔開的．

注意：（1）振動加強(qiáng)的區(qū)域振動始終加強(qiáng)，振動減弱的區(qū)域振動始終減弱．（2）振動加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（小），而不是指振動的位移大（?。?，因為位移是在時刻變化的．

如果在某一時刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波谷相遇．波峰和波峰、波谷和波谷相遇時，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點(diǎn)，始終是兩列波干涉的加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動最激烈.二、波的干涉

如果在某一時刻，在水面上的某一點(diǎn)是兩列波的波峰和波谷相遇，經(jīng)過半個周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點(diǎn)，兩列波引起的振動始終是減弱的，質(zhì)點(diǎn)振動的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動的振幅就等于零，水面保持平靜．

二、波的干涉二、波的干涉產(chǎn)生干涉的條件：兩列波相遇疊加不一定能得到穩(wěn)定的干涉圖樣．而要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象形成穩(wěn)定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件．產(chǎn)生干涉的條件：兩列波的頻率必須相同．

注意：一切波（只要滿足條件）都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象．波的干涉和衍射現(xiàn)象區(qū)別二、波的干涉內(nèi)容波的衍射波的干涉定義波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間分布的現(xiàn)象現(xiàn)象波能偏離直線而傳播到直線傳播以外的空間振動強(qiáng)弱相間的區(qū)域，某些區(qū)域總是加強(qiáng)，某些區(qū)域總是減弱波的干涉和衍射現(xiàn)象區(qū)別二、波的干涉內(nèi)容波的衍射波的干涉可觀察到現(xiàn)象的條件縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小

兩列波的頻率相同相同點(diǎn)干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象二、波的干涉

做一做聲音的干涉安裝兩個相同的揚(yáng)聲器，并且使它們由同一個信號源帶動，發(fā)出相同頻率的聲音。同學(xué)們分成兩組，手持不同顏色的標(biāo)志（如A組持白，B組持黑），分散在兩個揚(yáng)聲器之間，注意聽揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音，并且小范圍地移動。A組同學(xué)移動到聲音最大位置停住，B組同學(xué)移動到聲音最?。ɑ蚵牪坏铰曇簦┪恢猛Ｗ　Ｕ业轿恢煤蠖及褬?biāo)志舉起，看看A組和B組同學(xué)所在位置的分布有什么規(guī)律。二、波的干涉

主動降噪技術(shù)

噪聲會影響我們的日常生活，人們通常在聲源處、傳播過程中以及人耳處采取措施，以控制噪聲。聲音是一種波，通過波的干涉能夠起到消音的作用。這一原理使我們可以主動出擊，通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來消滅噪聲具有主動降噪功能的耳機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的。簡單來說，在耳機(jī)內(nèi)設(shè)有麥克風(fēng)，用來收集周圍環(huán)境中的噪聲信號在此基礎(chǔ)上，耳機(jī)的處理器能夠預(yù)測下一時刻噪聲的情況，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波。為了保降噪質(zhì)量，耳機(jī)內(nèi)還設(shè)有另一個麥克風(fēng)來檢測合成后的噪聲是否變小。這時，處理器會根據(jù)這個麥克風(fēng)的測量結(jié)果，對處理過程不斷優(yōu)化，進(jìn)一步降低合成后的噪聲音量，達(dá)到最佳的降噪效果，使人們更好地欣賞音樂或是進(jìn)行通信等活動。主動降噪技術(shù)使我們擺脫噪聲的困擾，它不僅能夠營造安靜的生活氛圍，而且能夠在機(jī)場等強(qiáng)噪聲場景下保護(hù)人們的健康。二、波的干涉

消聲原理波的干涉1、波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互隔開的現(xiàn)象叫做波的干涉．2、干涉的解釋3、產(chǎn)生干涉的條件兩列波的頻率必須相同．4、一切波（只要滿足條件）都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉和衍射一樣都是波特有的現(xiàn)象．波的疊加波的疊加原理:幾列波相遇時能夠保持各自的運(yùn)動狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移的矢量和．例1、(單選)關(guān)于波的疊加和干涉,下列說法中正確的是()A.兩列頻率不相同的波相遇時,因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣,所以波沒有疊加B.兩列頻率相同的波相遇時,振動加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)C.兩列頻率相同的波相遇時,如果介質(zhì)中的某點(diǎn)振動是加強(qiáng)的,某時刻該質(zhì)點(diǎn)的位移x可能是零D.兩列頻率相同的波相遇時,振動加強(qiáng)的點(diǎn)的位移總是比振動減弱的點(diǎn)的位移大C【答案】C【解析】根據(jù)波的疊加原理,只要兩列波相遇就會疊加,所以A錯;兩列頻率相同的波相遇時,振動加強(qiáng)的點(diǎn)是波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點(diǎn),所以B錯;振動加強(qiáng)的點(diǎn)僅是振幅增大,但仍在平衡位置附近振動,也可能有位移為零的時刻,所以C正確,D錯誤。例2、(單選)兩列振幅和波長都相同而傳播方向相反的波(如圖甲所示),在相遇的某一時刻,兩列波“消失”(如圖乙所示)。此時介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向是()A.x向下,y向上 B.x向上,y向下C.x、y都向上 D.x、y都向下A【答案】A【解析】由題圖看出,兩列波的波峰與波谷疊加,振動減弱,兩波的振幅相等,所以題圖乙所示的時刻兩列波“消失”。根據(jù)波形平移法判斷可知,向右傳播的波單獨(dú)引起x的振動方向向下,y的振動方向向上,向左傳播的波單獨(dú)引起x的振動方向向下,y的振動方向向上,根據(jù)疊加原理可知,此時x質(zhì)點(diǎn)的振動方向向下,y質(zhì)點(diǎn)的振動方向向上,故A正確。例3、(多選)如圖所示,S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源,兩列波的波長都為λ,它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,S1、S2在空間共形成6個振動減弱的區(qū)域(圖中虛線處),P是振動減弱區(qū)域中的一點(diǎn),從圖中可看出()A.P點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5λB.P點(diǎn)始終不振動C.P點(diǎn)此時刻振動最弱,過半個周期后,振動變?yōu)樽顝?qiáng)D.當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時,另一列波的波谷也一定傳到P點(diǎn)ABD【答案】ABD【解析】振動減弱點(diǎn)到兩波源距離差等于半波長的奇數(shù)倍,根據(jù)P點(diǎn)所處虛線的位置可知,P點(diǎn)到S1、S2的距離之差為1.5λ,選項A正確;兩波源振動情況相同,故P點(diǎn)振幅為零,選項B正確,選項C錯誤;在P點(diǎn)合位移為零,故其中一列波的波峰傳播到P點(diǎn)時,另一列波的波谷一定傳播到P點(diǎn),選項D正確。例4、(單選)如圖所示,S1、S2是兩個相干波源,它們的相位及振幅均相同。實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c三質(zhì)點(diǎn),下列說法中正確的是()A.a質(zhì)點(diǎn)振動減弱,b、c質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng)B.a質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng),b、c質(zhì)點(diǎn)振動減弱C.再過T/4后,b、c兩質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置,振動將減弱D.a質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置,b質(zhì)點(diǎn)一直在波峰,c質(zhì)點(diǎn)一直在波谷A【答案】A【解析】a質(zhì)點(diǎn)處是兩列波波峰與波谷疊加的地方,振動始終減弱,而b、c質(zhì)點(diǎn)處是兩列波波峰與波峰、波谷與波谷疊加的地方,振動始終加強(qiáng),故A對,B、C錯。因為兩個波源的振動方向相同、振幅相同,所以a質(zhì)點(diǎn)靜止不動,一直在平衡位置,b、c兩質(zhì)點(diǎn)的振動始終是加強(qiáng)的,位移隨時間周期性變化,不是靜止不動的,故D錯誤。故選A。第三章機(jī)械波3.5多普勒效應(yīng)目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.知道多普勒效應(yīng).2.能對多普勒效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行解釋.

（重點(diǎn)）學(xué)習(xí)目標(biāo)觀看視頻：新課導(dǎo)入波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時，接收到的波的頻率都會發(fā)生變化。人們把這種現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）。多普勒現(xiàn)象模擬圖2多普勒現(xiàn)象模擬圖1新課講解一、多普勒效應(yīng)將一個以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽一聽它發(fā)出的聲音。請一位同學(xué)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速轉(zhuǎn)動（圖），在幾米之外聽它的聲音有什么變化。想一想：蜂鳴器音調(diào)的變化蜂鳴器音調(diào)的變化多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因一、多普勒效應(yīng)(1)波源與觀察者相互靠近時，單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，觀察者觀測到的頻率大于波源的頻率，即觀察到的頻率增加．(2)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀察到的頻率變小．聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的．一、多普勒效應(yīng)課內(nèi)探究對多普勒效應(yīng)的理解：當(dāng)波源與觀察者相對靜止時，1s內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的，觀測到的頻率等于波源振動的頻率；當(dāng)波源與觀察者相互接近時，1s內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目增加，觀測到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀測到的頻率變?。?.波源和觀察者相對靜止時，觀察者接收頻率與波源發(fā)出頻率的關(guān)系？2.波源和觀察者相對運(yùn)動時？（1）相互靠近時？（2）相互遠(yuǎn)離時？多普勒效應(yīng)分析：一、多普勒效應(yīng)一、多普勒效應(yīng)

當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。結(jié)論：2.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。注意：1.在多普勒效應(yīng)中