第三章机械波课件-高二上学期物理人教版选择性

选修一：机械波机械波振动是单个质点的运动实验：绳波演示（一个人上下抖动绳子，看到波形传播）问题：为什么远处的质点会动？波是如何形成的？水波一系列质点，第一个质点受迫振动，带动相邻质点，振动在介质中传播，但质点本身并不随波迁移振动在介质中的传播——机械波绳波横波与纵波

横波：质点振动方向与波的传播方向垂直（如绳波）

特征：波峰、波谷

纵波：质点振动方向与波的传播方向平行（如弹簧疏密波、声波）

特征：密部、疏部

例：地震波既有横波（破坏力强）又有纵波（速度快）纵波横波左右摇摆vs前后推拉描述波的物理量

波长λ：相邻两个波峰（或波谷）的距离，或相邻两个密部（疏部）的距离

频率f：等于波源的振动频率，由波源决定，与介质无关

波速v：由介质决定（不同介质中波速不同）

关系式：v=λf（或

v=λ/T）横波纵波波速v质点振动速度

v决定因素介质性质振动规律（位移大小）

特点

恒定（均匀介质）随时间变化（平衡位置最大，两端为0）方向波的传播方向

沿振动方向（上下/左右）波速与质点振动速度

xtAoTyxAoλ

xtAoT

xAoλ

y读A,T读A,λ如何判断图中某个质点在下一时刻的运动方向？“同侧法”（最推荐）

在质点所在位置沿波的传播方向画箭头（表示波传播方向），在质点处沿振动方向画箭头，两箭头必须在波形线的同一侧“上下坡法”

波向右传播时，上坡点向下振，下坡点向上振波的传播方向与质点振动方向的互判标出波的传播方向，判断某质点的振动方向给出某质点振动方向，判断波的传播方向{波的图像信息提取BC小结

波的形成：前一质点带动后一质点

分类：横波（峰谷）、纵波（疏密）

三个物理量：λ、f、v，关系

v=λf

图像：y-x图（波动图）表示某一时刻各质点的位移x-t图（振动图）表示一个质点位移随时间变化波的特殊现象

水波相遇后继续传播（独立性）

两列水波相遇，某些区域振动加强，某些减弱（干涉）

水波绕过障碍物（衍射）波的干涉波的叠加原理：几列波相遇时，质点的位移等于各列波单独引起的位移的矢量和波的干涉必要条件：两列波频率f相同、相位差恒定、振动方向相同满足条件的波称为相干波两个相干波源S1、S2，发出的波在空间叠加

加强点：波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇

减弱点：波峰与波谷相遇干涉图样特点：加强区和减弱区相互间隔，稳定分布波的干涉

干涉加强点个数

两个相干波源S1、S2

相距4.4m，振动步调相同，频率20Hz，波速40m/s。在S1、S2的连线上，加强点和减弱点各有多少个？若两个相干波振幅分别为A1、A2，在加强点和减弱点振幅为多少？

波的特殊现象

水波相遇后继续传播（独立性）

两列水波相遇，某些区域振动加强，某些减弱（干涉）

水波绕过障碍物（衍射）波的衍射

波绕过障碍物继续传播的现象

明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小

例：声波衍射明显（能听见墙后声音）

多普勒效应

当波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率f

接收与波源频率f

波源不同原因：相对运动导致单位时间内接收到的完整波的个数变化定性规律：相互靠近→f

接收变高（火车驶来音调变高）

相互远离→f

接收变低（火车驶离音调变低）应用：测速雷达

运动的波源波被拉伸波被压缩多普勒效应

判断：

一辆汽车鸣笛驶向观察者A，他听到的音调变