振动和波、光学》(考前必备,实验精华版经典版24ppt).ppt

二、机械波 1波长、波速和频率 (1)波长：两个相邻的在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长在横波中，两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离在纵波中两相邻的密部(或疏部)中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长,(2)波速：单位时间内波向外传播的距离vs/t/Tf，波速的大小由介质决定 (3)频率：波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率(或周期)，波速与波长都发生变化,2波特有的现象 (1)波的反射与折射,(2)波的叠加原理(独立传播原理) 在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和相遇后仍保持原来的运动状态波在相遇区域里，互不干扰，有独立性,(3)波的衍射与干涉,3光的色散 白光通过三棱镜后发生色散现象，说明白光是复色光，是由七种单色光组成的,(2)薄膜干涉 形成：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹， 条纹：单色光明暗相间条纹，彩色光出现彩色条纹 应用：增透膜，其厚度至少为光在薄膜中波长的四分之一；检查工件表面的平整度,5光的衍射 (1)单缝衍射：光通过单缝照射到屏上时，屏上将出现“有明有暗，明暗相间”的衍射条纹，与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹均匀分布，而衍射条纹的中央明纹较宽，较亮 (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环 (3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一,6光的偏振 根据波是否具有偏振现象来判断波是否为横波，实验表明，光具有偏振现象，说明光波是横波,方法巧用 用个巧法速破题 (一)弹簧振子 1周期与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度系数决定 2可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动这个结论可以直接使用 3在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力,【例1】 如图1所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧 (1)最大振幅A是多大？ (2)在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是多大？,图1,解析 该振动的回复力是弹簧弹力和重力的合力在平衡位置弹力和重力等大反向，合力为零；在平衡位置以下，弹力大于重力，Fmgma，越往下弹力越大；,(二)振动图象和波的图象 1振动图象和波的图象 振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别，如下表.,2.波的图象的画法 波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个(口诀为“上坡下，下坡上”) 3波的传播是匀速的 在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长n个周期波形向前推进n个波长(n可以是任意正数)因此在计算中既可以使用vf，也可以使用vs/t，后者往往更方便,4介质质点的运动是简谐运动(是一种变加速运动) 任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了 5起振方向 介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同,【例2】 已知在t1时刻简谐横波的波形如图2中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示t2t10.02 s求： 图2 (1)该波可能的传播速度； (2)若已知T t2t12T，且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速； (3)若0.01 sT0.02 s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速,答案 (1)向右传播 100(3n1) m/s (n0，1，