高中物理125126多普勒效应惠更斯原理ppt课件新人教版选修.ppt

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1、1.了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物理现象理现象.2.知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理.3.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象，并能用惠更斯原理进行解释现象，并能用惠更斯原理进行解释. 学习目标定位学习目标定位一、多普勒效应问题设计问题设计有经验的铁路工人可以从火车汽笛声判断火车的运行有经验的铁路工人可以从火车汽笛声判断火车的运行方向和快慢，请你说一说他们是根据什么作出的判断方向和快慢，请你说一说他们是根据什么作出的判断.答案答案火车靠近时，

2、音调变高；火车远离时，音调变火车靠近时，音调变高；火车远离时，音调变低；由音调变化的快慢可判断火车运行的快慢低；由音调变化的快慢可判断火车运行的快慢.要点要点提炼提炼多普勒效应产生的原因分析：多普勒效应产生的原因分析：1.相对位置变化与频率的关系相对位置变化与频率的关系(规律规律)：一、多普勒效应相对位置相对位置图示图示结论结论波源波源S和观察和观察者者A相对静止，相对静止，如图所示如图所示f观察者观察者f波源波源音调不变音调不变一、多普勒效应波源波源S不动，观察不动，观察者者A运动，由运动，由AB或或AC，如图所示，如图所示若靠近波源，由若靠近波源，由AB，则则f观察者观察者f波源波源，音调

3、变高；，音调变高；若远离波源，由若远离波源，由AC，则则f观察者观察者f波源波源音调变高音调变高2.成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生时，一定是由于波源与观察者之间发生了了 .一、多普勒效应相对运动相对运动二、波面、波线、惠更斯原理问题设计问题设计把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不把一颗石子投到平静的池塘里，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波平的水面波向周围传播，你知道向四面八方传播的波峰峰(波谷波谷)为什么会组成一个个圆吗？为什么会组成一个个圆吗？答案答案因为

4、水波由波源向四周传开，向各个方向的波因为水波由波源向四周传开，向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰速都一样，所以向四面八方传播的波峰(波谷波谷)组成一个组成一个个圆个圆. 要点提炼要点提炼1.波面：在波的传播过程中，任一时刻介质波面：在波的传播过程中，任一时刻介质中中 的的点组成的面叫做波面点组成的面叫做波面.2.波线波线波线是指与波面垂直的那些线，它代表了波波线是指与波面垂直的那些线，它代表了波的的 .二、波面、波线、惠更斯原理任何振动状任何振动状态相同态相同传播方向传播方向3.惠更斯原理惠更斯原理介质中任一波面上的各点，都可以介质中任一波面上的各点，都可以看做看做 ，其后任意时

5、刻，这些子波在波前进方向其后任意时刻，这些子波在波前进方向的的 就是就是新新的波面的波面.4.惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波惠更斯原理只能解释波的传播方向，不能解释波的的 ，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的的 的的关系关系.二、波面、波线、惠更斯原理发射子波的波源发射子波的波源包络面包络面强度强度大小大小三、波的反射和折射问题设计问题设计1.对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？答案答案这两种现象都是由于声波的反射造

6、成的这两种现象都是由于声波的反射造成的.三、波的反射和折射2.波不仅有反射现象，也有折射现象，请用惠更斯原理波不仅有反射现象，也有折射现象，请用惠更斯原理解释波的反射和折射现象解释波的反射和折射现象.答案答案(1)波的反射的解释：波的反射的解释：如图所示，如图所示，a、c、b三条波线并不三条波线并不同同时时到达界面，它们到达界面时到达界面，它们到达界面时产生产生子波子波的时间也就有先有后，子波的时间也就有先有后，子波传传播播的距离也就有远有近，的距离也就有远有近，AB是新的波面，与是新的波面，与反射反射三、波的反射和折射波波方向垂直方向垂直.但由于反射波与入射波相比，波长、波速但由于反射波与入

7、射波相比，波长、波速和频率都不变和频率都不变.所以在图中直角三角形所以在图中直角三角形AAB直角直角三角形三角形BBA.也就可以进一步证明入射角也就可以进一步证明入射角i反射角反射角i.(2)波的折射的解释波的折射的解释如图所示，当波线如图所示，当波线a首先于时刻首先于时刻t由介质由介质1到达到达界面，之后又经过时间界面，之后又经过时间t，波线，波线b也也到达到达界面；这时界面；这时A、C两点发出的两点发出的子波子波三、波的反射和折射在介质在介质2中的包络面为图中的中的包络面为图中的AB，这是波进入介质，这是波进入介质2之后的新的波面之后的新的波面.由于是两种不同的介质，其中波的传由于是两种不

8、同的介质，其中波的传播速度播速度v1、v2不一定相同，在不一定相同，在t时间内，两条波线传播时间内，两条波线传播的距离的距离AA和和BB也不一定相同，因此波进入第二种也不一定相同，因此波进入第二种介质后传播方向常常发生偏折介质后传播方向常常发生偏折. 要点提炼要点提炼1.波的反射波的反射(1)定义：波遇到介质界面会定义：波遇到介质界面会 继续传播的现象继续传播的现象.(2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的反射波的波长、波速、频率跟入射波的 .三、波的反射和折射返回返回相同相同2.波的折射波的折射(1)波从一种介质波从一种介质 另一种介质时，波的另一种介质时，波的 发发生改变的现象生改变的现象

9、.(2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变.(3)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中传播介质中传播 不同不同.三、波的反射和折射进入进入传播方向传播方向速度速度三、波的反射和折射 延伸延伸思考思考机械波在两介质的界面上发生反射和折射现象时，波的机械波在两介质的界面上发生反射和折射现象时，波的频率频率f、波速、波速v、波长、波长是否变化？是否变化？答案答案频率频率f由波源决定，故无论是反射波还是折射波都由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率即波源的振动频率相同；波速与入

10、射波的频率即波源的振动频率相同；波速v由介质决由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变，定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化.据据vf知波长知波长与与v及及f有关，即与波源和介质有关，反有关，即与波源和介质有关，反射波与入射波在同一介质中传播，频率不变，波速不射波与入射波在同一介质中传播，频率不变，波速不变，故波长变，故波长不变，折射波与入射波在不同介质中传播，不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速不同，频率不变，故波速不同，频率不变，故不同不同.三、波的反射和折射一、

11、对多普勒效应的理解一、对多普勒效应的理解典例精析例例1关于多普勒效应，以下说法中正确的是关于多普勒效应，以下说法中正确的是()A.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.只有声波才能产生多普勒效应只有声波才能产生多普勒效应解析解析由于波源的频率只与波源本身在单位时间内完成的由于波源的频率只与波源本身在单位时间内完成的全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是否

12、运动全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是否运动的情况均无关系，故的情况均无关系，故A选项不正确；选项不正确；一、对多普勒效应的理解一、对多普勒效应的理解典例精析当发生多普勒效应时，由于观察者与波源的相对位置当发生多普勒效应时，由于观察者与波源的相对位置发生了变化，当距离增大时，观察者在单位时间内接发生了变化，当距离增大时，观察者在单位时间内接收到完全波的个数减少，反之，接收到完全波的个数收到完全波的个数减少，反之，接收到完全波的个数就增加，可见观察者接收到的频率与波源发出的频率就增加，可见观察者接收到的频率与波源发出的频率并不一定是相等的，只有当波源与观察者相对静止时并不一定是相等的，

13、只有当波源与观察者相对静止时二者才是相等的，故二者才是相等的，故B、C选项都是正确的；选项都是正确的；一切波都能发生多普勒效应，故一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确选项不正确.答案答案BC一、对多普勒效应的理解一、对多普勒效应的理解典例精析例例2如图如图1甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是说法正确的是()图图1一、对多普勒效应的理解一、对多普勒效应的理解典例精析A.女同学从女同学从A向向B运动过程中，她感受哨声音调变高运动过程中，她感受哨声音调变高

14、B.女同学从女同学从E向向D运动过程中，她感觉哨声音调变高运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学在女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变点向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学在女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低点向左运动时，她感觉哨声音调变低解析解析女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都能感到哨声就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都能感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低.选选项项A、D正确，正确，B、C错误错误.答案

15、答案AD二、对惠更斯原理的理解二、对惠更斯原理的理解典例精析例例3对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()A.同一波面上的各质点振动情况完全相同同一波面上的各质点振动情况完全相同B.同一波面上的各质点振动情况可能不相同同一波面上的各质点振动情况可能不相同C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D.无论怎样的波，波线始终和波面垂直无论怎样的波，波线始终和波面垂直二、对惠更斯原理的理解二、对惠更斯原理的理解典例精析解析解析按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，

16、故完全相同的点构成的面，故A对，对，B错错.由波面和波线的概念，不难判定由波面和波线的概念，不难判定C、D正确正确.答案答案ACD典例精析 三、波的反射和折射及应用三、波的反射和折射及应用例例4图图2中中1、2、3分别代表入射波、分别代表入射波、反反射射波、折射波的波线，则波、折射波的波线，则()A.2与与1的波长、频率相等，波速不等的波长、频率相等，波速不等B.2与与1的波速、频率相等，波长不等的波速、频率相等，波长不等C.3与与1的波速、频率、波长均相等的波速、频率、波长均相等D.3与与1的频率相等，波速、波长均不等的频率相等，波速、波长均不等图图2典例精析 三、波的反射和折射及应用三、波

17、的反射和折射及应用解析解析波线波线1、2都在介质都在介质a中传播，故中传播，故1、2的频率、波的频率、波速、波长均相等，速、波长均相等，A、B错；错；波线波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由源没变，因而频率相等，由 得波长不同，故得波长不同，故C错，错，D对对.答案答案D课堂要点小结多普勒效应多普勒效应产生原因产生原因表现表现应用应用惠更斯原理惠更斯原理波面和波线波面和波线内容内容波的反射波的反射波波的的折折射射自我检测区123412341.(多普勒效应多普勒效应)关于多普勒效应，下列说法中正确的是关于多普勒效应，下列说

18、法中正确的是()A.当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应B.当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C.只有机械波才能发生多普勒效应只有机械波才能发生多普勒效应D.只要波源运动，就一定会发生多普勒效应只要波源运动，就一定会发生多普勒效应解析解析当波源与观察者有相对运动时，他们之间的距离必然当波源与观察者有相对运动时，他们之间的距离必然发生变化，其距离增大或减小，观察者接收到的频率就相应发生变化，其距离增大或减小，观察者接收到的频率就相应的减小或增大，可知必发生多普勒效应，即的减小

19、或增大，可知必发生多普勒效应，即A选项正确；选项正确；1234而当波源与观察者运动的速度完全相同时，无相对运而当波源与观察者运动的速度完全相同时，无相对运动，相当于二者都静止的情况，不会发生多普勒效应，动，相当于二者都静止的情况，不会发生多普勒效应，故故B选项正确，选项正确，D选项不正确；选项不正确；多普勒效应是波动过程共有的特征，这里的波动包括多普勒效应是波动过程共有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程，故一切波的传播过程，故C选项不正确选项不正确.答案答案AB12342.(惠更斯原理惠更斯原理)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.只有平面波的波面才与波线垂直只有平面波的波面才与波

20、线垂直B.任何波的波线与波面都相互垂直任何波的波线与波面都相互垂直C.任何波的波线都表示波的传播方向任何波的波线都表示波的传播方向D.有些波的波面表示波的传播方向有些波的波面表示波的传播方向解析解析任何波的波线都与波面相互垂直，波线都表示任何波的波线都与波面相互垂直，波线都表示波的传播方向，故波的传播方向，故B、C正确，正确，A、D错误错误.BC12343.(波的折射波的折射)一列声波从空气传入水中，已知水中波长一列声波从空气传入水中，已知水中波长较大，则较大，则()A.声波频率不变，波速变小声波频率不变，波速变小B.声波频率不变，波速变大声波频率不变，波速变大C.声波频率变小，波速变大声波频

21、率变小，波速变大D.声波频率变大，波速不变声波频率变大，波速不变B12344.(波的反射波的反射)某物体发出的声音在空气中的波长为某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为波速为340 m/s，在海水中的波长为，在海水中的波长为4.5 m.海面上发出的海面上发出的声音经声音经0.4 s听到回声，则海水深为多少？听到回声，则海水深为多少？解析解析声音在空气中与在海水中的频率相同，则声音在空气中与在海水中的频率相同，则 ，所以，所以v水水 v空空 340 m/s1 530 m/s.1234物体发出的声音物体发出的声音经经 0.2 s传至海底，故海水的深度为传至海底，故海水的深度为sv水水 1 5300.2 m306 m.答案答案306 m