波的描述+高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3波的描述（2）——波长、频率和波速知识回顾：1.知道了波的图像的形成过程2.了解了波的图像的物理意义4.学会了波的图像的应用3.懂得了波的图像与振动图像的区别上一次节课中，我们提到了波长的概念，那到底什么是波长？今天我们一起来进行更为深入的学习。一、波长（λ）：1、定义:在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。1号和13号质点(或5号和17号质点)，在任何时刻对平衡位置的位移的大小总是相等,方向总是相同。1号和13号质点(或5号和17号质点)，振动步调一致，振动相位相同速度大小和方向总保持相同2、几点说明：（1）总是：“每时每刻都是”相邻（2）相隔λ的两个质点的振动相位总是相同的，相隔λ整数倍的两个质点的振动相位也总是相同.2、几点说明：（4）1号质点和7号质点在任何时刻对平衡位置的位移的大小总是相等,方向总是相反，速度的大小总是相等，方向也总是相反.像这样的质点它们在振动时相位总是相反相隔λ/2的两个质点的振动相位总是相反的，相隔λ/2的奇数倍的两个质点的振动相位也总是相反.λ/2观察并思考：在振源完成一次全振动的时间里,波是否也完成了一次周期性的波动?（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也等于波长。（4）在振源完成一次全振动的时间里,波恰好也完成了一次周期性的波动,振动在介质中的传播的距离恰好等于一个波长。

λ二、周期（T）、频率（f）思考：在振源完成一次全振动的时间里,为什么波也恰好完成了一次周期性的波动？

解释：每个质点都在做受迫振动，因此每个质点的振动频率与波源相同。结论：波的频率取决于波源振动的频率。

1、波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）2、几点说明(1)波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。(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。ｘｙｏ波以一定的速度（波速V）向前传播。在单位时间内某一波峰或波谷（疏部和密部）向前移动的距离，等于波速。ｔ时刻的波形ｔ＋△ｔ时刻的波形△x三、波速（v）三、波速（v）1、单位时间内振动所传播的距离叫做波速.3、几点说明(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的区分波速与质点振动速度的含义

(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.反映振动在介质中传播的快慢程度.2、物理意义四、波长、周期（或频率）和波速的关系(1)波速等于波长和频率的乘积.(2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立四、波长、周期（或频率）和波速的关系波速由介质决定，与波的频率、波长及质点的振幅无关.

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？由介质决定由波源和介质共同决定由波源决定(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。五、波的多解问题

(1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。(2)空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。3．波形的隐含性形成多解1．周期性2．双向性例：如图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期大于0.5s。（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（1）解决周期性多解问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足的条件的特例，在此基础上，如知道时间关系，则加nT;如知道空间关系，则加nλ。（2）解决波的多解性问题时，养成全面思考的习惯：如质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能；质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能；只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能；只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能性等。解决波的多解问题的方法课堂小结1、波长、频率的波速

2、

3、波的频率由波源决定，波速只与介质有关。巩固练习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波在时间上和空间上的周期性,造成了重复性