教科版高二物理选修3-4 2.2波长_频率和波速.ppt

第二章 机 械 波 第二节、波速与波长、频率的关系 一、波长 可以看到有的质点在振动过程中，振动状态完全相同，各物理量在任一时刻都相同，它们的振动是“同相”的。在相邻的这样两个质点间形成一个完整的波。 沿波传播方向上，任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离叫做波长。 对波长定义的理解： “同相”的含义是“每时每刻位移、速度、加速度、回复力大小相等，方向相同”。 在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长，在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等于波长． 在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距为半个波长的两质点振动步调总是相反。 相距整数倍波长的两质点（同相质点）的振动步调总是相同的．在波的传播方向上相距奇数倍半波长的两质点（反相质点）振动步调总是相反的． 三、周期和频率 1、波的周期T（或频率f）： 波源振动过程中每产生一个完整波，波也向前传递一个波长的距离，所以波的周期（或频率）等于波源的振动周期（或频率）． 2、波的周期由波源决定，与介质无关。 同一列波在不同介质中传播时周期（或频率）保持不变． 3、对相同的一部分质点而言，每经历一个周期的时间，当前的波形图与原有的波形图相同． 4、与振动的周期（频率）关系一样：T=1/f；（单位略） 四、波速 单位时间内振动所传播的距离叫波速．它反映振动在介质中传播的快慢程度. 波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同． 波在均匀介质中是匀速传播的，即，它向外传播的是振动的形式，而不是将质点向外迁移． 区别波速和质点的振动速度：波速与质点的振动速度不同，质点的振动是一种变加速运动，因此质点的振动速度时刻在变． 五、波长、周期（频率）和波速的关系 波速等于波长和频率的乘积. 经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长. 对三者关系的理解: 波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定．当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周期（或频率）保持不变．但由于波速的变化而导致波长的变化． 波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立． 波速的计算既可用 例1：如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象。求：(1)该波的振幅和波长。(2)已知波向右传播，说明A、B、C、D质点的振动方向。(3)画出经过 T／4后的波的图象。 例2 :1．若已知波速为20m／s，从图示时刻开始计时，说出经过5s， C点的位移和通过的路程。2．若波是向左传播的，以上问题的答案应如何？ 4. 如图在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m．由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的是（ ） A．M点先开始振动，N点后振动，振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D．振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 * * 二、振幅 在波动中，各质点 离开平衡位置的最大距离都相等，都等于振源的振幅，称为波的振幅。振幅越大，振动的能量越大，机械波传递的能量也越大。 讨论与交流：怎样增大绳波的频率？ 也可用 练 习： 2、一列简谐波在x轴上传播，某时刻波形如图，已知此时质点F运动方向向Y轴负方向，则 A、波沿X轴负方向传播 B、质点D此时刻向下运动 C、质点B比质点C先回到平衡位置 D、质点E振幅为0 O Y X B C D E F G 1、关于波的频率，下列说法中正确的是： A、波的频率由波源决定，与介质无关； B、波的频率与波速没有必然关系； C、波由一种介质传到另一种介质时，频率会变大； D、以上说法均不正确。 （AB） （AB） 3.如图10-11中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经Δt=0.5s后，其波形如图中虚线所示。设Δt＜T（T为波的周期）， （1）如果波是向右传播，求波的周期和波速 （2）如果波是向左传播，求波的周期和波速 *