波的衍射和多普勒效应 导学案-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

设计人：高中物理演员第页3.3波的衍射和多普勒效应班级：姓名：一、学习目标1.明确波的反射和折射的定义及特点；2.清楚波的衍射的定义，明确衍射图样的特点及波发生明显衍射的条件3.理解多普勒效应及其相关解释，并掌握多普勒效应的应用。二、课堂任务1.波的反射（1）反射现象：波遇到障碍物会返回原来的介质中继续传播，这种现象叫波的反射。（2）反射定律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居发现两侧，入射角i反射角i'2.波的折射（1）折射现象：波从一种介质进入另一种介质，传播方向发生偏折的现象。（2）折射定律：sini（3）折射率：介质b对介质a的折射率n例1：上图，图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等（4）反射时，频率，波长，波速，能量。（“增大”“减小”或“不变”）折射时，频率，波长，波速。（填“改变”或不变）3.波的衍射（1）定义：波可以绕过继续传播的现象；（2）发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长，或者跟波长相差．判断：①若障碍物的尺寸比波长大很多，就不会发生衍射现象了；②只有横波会发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象；③声波容易发生衍射现象是因为声波的波长较长④在房间中可以接收到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象；例2：如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______。（选填“相等”或“不相等”）例3：如上图，S是波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可以左右移动，两板中间有一狭缝，此时A点没有明显振动，为了使A点能发生明显振动．可采用的方法是()A．增大波源的频率 B．减小波源的频率C．将N板向右移D．将N板向左移4.多普勒效应（1）由于波源与观察者之间,使观察者接收到波的频率发生变化现象（2）定性：波源和观察者相对静止，f观察者=f波源，音调不变；波源与观察者相互靠近时，相同时间内通过观测者的波峰（或密部）数目变多，f观察者>f波源，音调；波源与观察者相互远离时，f观察者<f波源，音调。例4：下图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况下,某一时刻在介质平面中的情形,图中的圆表示波峰。①该图表示的是.A.干涉现象

B.衍射现象C.反射现象

D.多普勒效应②波源正在移向点

③观察到波的频率最低的点是.（3）定量：设v表示波的传播速度，v1表示波源的速度，v2表示观测者的速度。若波源远离观察者，f观察者=v若观察者远离波源，f观察者=例5：如右图,S为振源,P点有一观察者,振源发声频率为20Hz，则人听到的声音的频率为.A.当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时，频率为21Hz

B.当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，频率为19Hz

C.当观察者以17m/s的速度靠近察者运动时，频率为21Hz

D.以上说法均不正确

例6：有一种用钢丝操纵的做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力.操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的.场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化.模型飞机飞行速度是90km/h，活塞式发动机的转速是9000r/min，则观察者听到的声音的最高频率是____Hz，最低频率是Hz操纵者听到的声音的频率是______Hz.（设这时空气中的声速为340m/s）三、课堂总结1.①波发生反射时，频率、波长、波速不变，能量减小。②折射时，频率不变，波长、波速发生改变。③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，观察者接收到的频率发生了变化。2.波的反射、折射、衍射和多普勒效应是波的传播过程中共有的特征，不仅机械波中的声波，电磁波中的光波也会发生。四、反思答疑