波长-频率和波速

1、12.3 波 长、频 率 和 波 速,第十二章 机械波,振子的运动最显著的特点是什么？,往复性-重复性-周期性,想一想,2020/10/5,2,周期和频率都反映振动快慢，那么它们与哪些因素有关呢？,与振幅无关。,与弹簧有关，劲度系数越大，周期越小。,固有周期和固有频率,2020/10/5,3,周期和频率都反映振动快慢，那么它们与哪些因素有关呢？,与振子质量有关，质量越大，周期越大。,固有周期和固有频率,2020/10/5,4,O,x,t,物理意义：同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。,振动图象的画法-描点法,回顾：从简谐运动图象可以求哪些物理量 ?,t/s,x/m,5,-5,0,2,4,6,

2、直接描述量：,振幅A:图像的峰值.,周期T:完整的正（余） 弦图形,任意时刻的位移x:对应于图像上某一点的坐标（t，x）,间接描述量,频率:f=1/T,速度系列：动能,位移系列：回复力、加速度、势能,位移系列和速度系列具有互余关系，此消彼长。,横波动画展示,复习,机械波:,机械振动在介质中传播形成机械波,分类：,横波和纵波,条件：,波源和介质,特点:,质点不随波而迁移,波传递振动形式、能量、信息,各质点起振方向、周期、频率、 振幅均与波源相同,一个周期内，波传播的距离为一个波长,波源停止振动，各质点由远及近依次停止,已知波的传播方向，怎样判定质点的振动方向？,哪些点的振动步调完全一致？,注意,

3、一、波长（）,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，叫做波长。,思考,注意观察：在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点？,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,说明,2、另一定义: 在波动中，对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。,一、波长（）,x /cm,1,3,5,7,4,6,10,14,15,19,22,27,28,3,2,5,7,8,9,11,12,13,16,20,18,17,24,23,21,29,26,25,4,y/cm,有哪些质点与第4个质点振

4、动方向相同？ 有哪些质点与第4个质点振动方向相反？,思考,注意观察：在波动中，相隔等于半个波长的两个点的振动特点？,2).相隔/2的两个质点的步调总是相反,1).相隔的两个质点的步调总是相同,. 相隔整数倍的两个质点的步调总是相同,相隔/2的奇数倍两个质点的步调总是相反,2.拓展,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,3.实际应用,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,介质中各质点振动的频率都等于波源的振动频率，我们把这个频率叫做波动的频率，通常用字母f表示，单位是Hz,二、波的频

5、率 1、定义：,人耳能够感觉到的声波的频率约为20Hz20000Hz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,2、思考,同一列波在不同介质中的频率（周期）如何变化？为什么？,同一列波在不同介质中的频率（周期）保持不变。,三、波速,波以一定的速度（波速）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,三、波速 1.定义,波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度就等于波速。,2.公式,反映振动在介质中传播的快慢程度,3.物理意义,4.说明,（1）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同的介质中传播速度不同。,（2）同一列波在同一

6、介质中 _传播 。,（3）区分波速和振动速度 。,匀速,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)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,1波速由什么决定？ 波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关 2频率由什么决定？ 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。 3波长由什么决定？ 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。,1.一列波在不同介质中传播，保持不变的物理

7、量是 A. 波长 B. 波速 C. 频率 D. 周期,巩固练习,CD,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=0，1，2，) ,A相距/2的两质点 B. 相距的两质点 C. 相距(2k+1)/2的两质点 D. 相距2k的两质点,BD,3 、一列沿x方向传播的横波，其振幅为A，波长为，某一时刻波的图象如图3所示。在该时刻，某一质点的坐标为(，0)，经过T/4后该质点的坐标为：,B,4、关于波速说法正确的有（ ） 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

8、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,DF,课 堂 练 习,5、关于v=f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f 保持不变 C由v=f可以看出，波速与频率成正比 D由上式可得出同类波在同一种介质中传播时，波长和频率成反比,ABD,课 堂 练 习,6.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,课 堂 练 习,1,2,3,7.

9、 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,拓展：若把条件“设该波的周期T大于0.5s”去掉，该题又该如何解答？,五、波动的周期性特点,质点振动路程的周期性:,传播距离的周期性:,传播时间的周期性:,传播速度的多解性:,S=n4A+S(n=0,1,2,3,)其中A为振幅。 S为不足一次全振动通过的路程,X=n+X(n=0,1,2,3,)其中X为不足一个波长的部分,t=nT+t(n=0,1,2,3,)其中T为周期。 t为不足一个周期的部分,8. 一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图实线所示，经过t=0.05s后的波形如图虚线所示。已知t小于一个周期，则（ ） A这列波的波长是4m B这列波的振幅是0.4m C这列波的波速一定是20m/s D这列波的频率可能是15Hz,AD,课 堂 练 习,9. 如图4位某一简谐波的波形图，传播方向向