学人教版选修34 12.3波长、频率和波速课件（2）（25张）.ppt

2 2波速与波长 频率的关系 1 定义 沿波的传播方向 任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离 包括一个 完整的波 叫做波的波长 一 波长 请想一想 为什么要强调 相邻 两个字 1 这两点对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同 2 这两点速度大小和方向总保持相同 3 这两点振动步调总保持相同 发现 2 说明 1 同相 理解 任意时刻这两个质点的位移相同 速度也相同 2 物理意义 波源振动一个周期 波沿波的传播方向传播的距离就是一个波长 横波中任意两个相邻的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长 如图2 2 1所示 同样 纵波中任意两个相邻的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长 如图2 2 2所示 3 在横波中 两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长 在纵波中 两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长 4 相距 2偶数倍的质点振动步调总是相同的 相距 2奇数倍的质点振动步调总是相反的 振源振动一个周期 波向前传递一个波长 振源振动3个周期 波向前传递3个波长 3 二 振幅 a 在波动中 各质点离开平衡位置的最大距离 即其振动的振幅 也称为波的振幅 如图2 2 3所示 机械波是机械振动的传播 振动的振幅越大 振动的能量就越大 波所传播的能量也就越大 因此 波的振幅大小是波所传播能量的直接量度 三 频率 f 波在传播过程中 介质中质点振动的频率都相同 这个频率被称为波的频率 通常用字母f表示 单位是hz 波的频率也等于在单位时间内通过某点的 完整的波 的数目 波的频率等于波源振动的频率 与介质无关 在前面的学习中 我们已经知道频率与周期的关系为或 1 说明 1 波的周期 或频率 由波源决定 与传播波的介质无关 同一列波在不同介质中传播时周期 或频率 保持不变 2 每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离 3 每经历一个周期 原有的波形图不改变 人耳能够感觉到的声波的频率约为20hz 20000hz 男低音歌唱家发出的声音可以低到65hz 而女高音歌唱家可以高达1180hz 四 波速 v 在波源振动的一个周期t内 振动向外传播了一个波长 的距离 所以波传播的速度为 根据周期与频率的关系 上式可写为 机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定 在同一均匀介质中 波的传播速度不变 波长与频率成反比 在不同的介质中 波的传播速度不同 当波从一种介质进入另一种介质时 波的频率保持不变 波长发生改变 时刻的波形 时刻的波形 1 说明 1 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 2 一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 3 要区分波速与质点振动速度的含义 4 经过一个周期 振动在介质中传播的距离等于一个波长 5 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 教材例题p27 波速由介质决定 与波的频率 质点的振幅无关 波的频率只取决于波源 与波速 波长无关 波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时频率不变 波长则决定于v和t 波从一种介质进入另一种介质波速发生变化 周期不变 波长发生变化 波在同一介质中传播 当周期发生变化 波长也发生变化 1 波速由什么决定 2 频率由什么决定 3 波长由什么决定 五 波速与波长 频率 或周期 的关系 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过t 4 t 2 3t 4 t和5t 4时的波形图 试画出该时刻前t 4 t 2时刻的波形图 波的传播方向 六 已知波速和波形 如何画出再经 t时间前 后的波形图 经历一个周期 或整数倍 波形图不变 理解 1 画下一时刻的波形时沿着传播方向平移 画前一时刻的波形时逆着传播方向平移 2 当时间间隔超过一个周期时 只考虑周期整数倍后剩余的时间 3 可先选定两个相邻的特殊点进行平移 然后补全余下的部分 作图技巧 1 2 3 例题 下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线 经0 5秒后 波形如图中的虚线所示 该波的周期t大于0 5秒1 如果波是向左传播的 波速是多大 周期是多大 2 如果波是向右传播的 波速是多大 周期是多大 秒时的波形 0 5秒时的波形 解答 1 如果波向左传播 波形向左移动了 2 如果波向右传播 波形向右移动了 1 关于简谐波说法中正确的是 a 两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长b 任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长c 波动在一周期内向前传播的距离等于波长d 在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长 c 2 关于波速说法错误的有 a 波速由介质和波源共同决定b 提高振源频率 波的传播速度将增大c 同时在空气中传播两列声波 波长较大的声波传播较快d 频率大的声波在空气中传播的波长越短e 波速反映了介质中质点振动的快慢f 波速反映了振动在介质中传播的快慢 abce 精讲细练 3 关于v f和v t说法正确的是 a 它们适用于一切波 包括电磁波 光波 b 同一列波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时保持不变的只有fc 由v f 可以看出 波速与频率成正比d 由两式得出同一种波在同一种均匀介质中传播时 波长和频率成反比 与周期成正比 abd 4 简谐波在给定的介质中传播时 下列说法中正确的是a 振幅越大 则波传播的速度越快b 频率越高 则波传播的速度越快c 在一个周期内 振动质点走过的路程等于一个波长d 在一个周期内 波传播的距离等于一个波长 d 1 一列波在不同介质中传播 保持不变的物理量是 a 波长b 波速c 频率d 周期 cd 拓展练习 2 一列波的波长为 沿着波的传播方向在任意时刻 具有相同位移的质点是 其中k 0 1