《人教版高二物理选修34课件12.3波长频率和波速共18张PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高二物理选修34课件12.3波长频率和波速共18张PPT（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章第十二章 机械波机械波第三节第三节 波长、频率和波速波长、频率和波速一、波长（一、波长（） 在波动中，振动在波动中，振动_总是相同的两个总是相同的两个_质点间质点间的距离，叫波长的距离，叫波长(Wavelength)(Wavelength) 相位相位相邻相邻一、波长（一、波长（）（1 1）“振动振动相位相位总是相同总是相同”含义是含义是振动步调振动步调始终一致。始终一致。即振动情况总是相同。即振动情况总是相同。 定义：定义：在波动中，振动在波动中，振动相位相位总是相同的两个总是相同的两个相邻质点相邻质点间的距间的距离，叫波长离，叫波长Wavelength)Wavelength) 符号：
2、符号： 单位：单位：米米 （2 2）振动步调完全一致，称为）振动步调完全一致，称为同相点同相点, ,同相点同相点 的的“位位移总是相等的移总是相等的”, , 其速度也总是相等的其速度也总是相等的。 (3)(3)相邻相邻的两个的两个同相点同相点间的距离等于间的距离等于一个波长一个波长; ;在横波中在横波中, ,两个相邻波峰两个相邻波峰( (波谷波谷) )之间的距离等于之间的距离等于一个波长一个波长; ;在纵波在纵波中中, ,两个相邻的密部两个相邻的密部( (疏部疏部) )之间的距离等于之间的距离等于一个波长一个波长; ;(5)(5)波峰波峰与与波谷波谷的振动步调总是相反的的振动步调总是相反的,
3、,相邻的相邻的波峰与波峰与波谷之间的距离等于波谷之间的距离等于半个波长半个波长; ; 在波的传播方向上相距奇数倍在波的传播方向上相距奇数倍半波长半波长的两质点的两质点（反相质点）振动步调总是相反的（反相质点）振动步调总是相反的(4)(4) 任意任意两个两个同相点同相点间的距离为波长的间的距离为波长的整数倍整数倍; ; 在波的传播方向上在波的传播方向上相距相距波长波长整数倍的质点整数倍的质点(同相同相点点)振动步调总是相同的振动步调总是相同的;设波源的振动频率（周期）是设波源的振动频率（周期）是 (T) (T)，则波的频率和周期是多少？则波的频率和周期是多少？也是也是 (T) (T)因为每个质点
4、都在做因为每个质点都在做_振动振动，所以每，所以每个质点的振动频率或周期与波源的频率和个质点的振动频率或周期与波源的频率和周期是一样的周期是一样的, ,都是都是 (T) (T)二、周期（二、周期（T T）、频率（）、频率（f f） 经过经过一个周期一个周期，振动在介质中传播的距，振动在介质中传播的距离等于一个离等于一个_受迫受迫波源波源波长波长 波在介质中传播的速度叫波在介质中传播的速度叫波速波速，在数值上等于波长，在数值上等于波长与频率的乘积。与频率的乘积。 波速的物理意义是波速的物理意义是反映波在介质中传播快慢的物理量。反映波在介质中传播快慢的物理量。三、波速（三、波速（v v） 适用于适
5、用于任何波任何波 机械波在介质中传播的速度机械波在介质中传播的速度由介质本身的性质由介质本身的性质决决定，不同介质中的波速并不相同例如：声波在定，不同介质中的波速并不相同例如：声波在1515的空气中的传播速度为的空气中的传播速度为340m340ms s，在水中的速度为，在水中的速度为1450m1450ms s，而在钢铁中的速度达到，而在钢铁中的速度达到4900m4900ms s介质波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关 波波的的频频率率只只取取决决于于波波源源，与与波波速速、波波长长无无关关。波波在在传传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变
6、。播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。 波波长长则则决决定定于于v v和和T T。波波从从一一种种介介质质进进入入另另一一种种介介质质波波速速发发生生变变化化，周周期期不不变变，波波长长发发生生变变化化；波波在在同同一一介介质质中中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。传播，当周期发生变化，波长也发生变化。1 1波速由什么决定？波速由什么决定？2 2频率由什么决定？频率由什么决定？3 3波长由什么决定？波长由什么决定？四、波长、周期、波速的四、波长、周期、波速的决定决定关系关系 例题例题1 1：某乐律：某乐律C C调调“la”la”的频率为的频率为f f =440Hz=440Hz，试
7、求这个音在空气中的波长和，试求这个音在空气中的波长和水中的波长。水中的波长。例题例题2 2：如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经波形曲线。经0.5s0.5s后，其波形如图中虚线所示设该后，其波形如图中虚线所示设该波的周期波的周期 大于大于0.5s0.5s X/cmY/cm012243648（1 1）如果波是向左传播的，波速是多大）如果波是向左传播的，波速是多大? ?波的周期是多大波的周期是多大? ? （2 2）如果波是向右传播的，波速是多大）如果波是向右传播的，波速是多大? ?波的周期是多大波的周期是多大? ?X/cmY/cm012243648（
8、1 1）如果）如果波是向左传播波是向左传播的，波速是多大的，波速是多大? ?波的周期是多大波的周期是多大? ?根据题意，这列波的周期大于根据题意，这列波的周期大于0.5s0.5s，所以经过，所以经过0.5s0.5s的时间，这列波传播的距离的时间，这列波传播的距离不可能大于一个不可能大于一个波长波长 . .当波向左传播时，图中的波峰当波向左传播时，图中的波峰1 1只能到达波只能到达波峰峰2 2，而不可能向左到达更远的波峰，而不可能向左到达更远的波峰. . 12已知传播的时间为已知传播的时间为 t t0.5s0.5s，由图可以知道波的传，由图可以知道波的传播距离播距离 x=0.06m=0.06mV
9、=TV=xt=0.060.5=0.12m/s0.24T=v0.12= 2.00sX/cmY/cm012243648（2 2）如果）如果波是向右传播波是向右传播的，波速是多大的，波速是多大? ?波的周期是多大波的周期是多大? ?123V=TV=xt=0.180.5=0.36m/s0.24T=v0.36= 0.67s例例例例3.3.3.3.一列波振幅是一列波振幅是一列波振幅是一列波振幅是2cm2cm2cm2cm，频率是，频率是，频率是，频率是4Hz4Hz4Hz4Hz的简谐横波，以的简谐横波，以的简谐横波，以的简谐横波，以32cm/s32cm/s32cm/s32cm/s的速度沿图中的速度沿图中的速度
10、沿图中的速度沿图中x x x x轴正方向传播，在某时刻轴正方向传播，在某时刻轴正方向传播，在某时刻轴正方向传播，在某时刻x x x x坐标坐标坐标坐标为为为为7cm7cm7cm7cm处的介质质点正好经过平衡位置向处的介质质点正好经过平衡位置向处的介质质点正好经过平衡位置向处的介质质点正好经过平衡位置向y y y y轴正方向轴正方向轴正方向轴正方向运动，画出此时刻的波形图。运动，画出此时刻的波形图。运动，画出此时刻的波形图。运动，画出此时刻的波形图。x(cm)y(cm)0v24681012-2-4-6-8-102-2解析：解析：定量确定某一时刻的波形除已知波的传播方向和某质点定量确定某一时刻的波
11、形除已知波的传播方向和某质点的振动方向外，还需要知道波的振幅和波长（四要素的振动方向外，还需要知道波的振幅和波长（四要素定量确定波形）定量确定波形）题型题型题型题型3. 3. 已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。课课 堂堂 练练 习习 1 1、一一列列横横波波沿沿直直线线传传播播，在在传传播播方方向向上上有有A A、B B两两点点，相相距距1.2m1.2m，当当波波刚刚好好到到达达B B点点时时开开始始计计时时，已已知知4 4秒秒内内，A A位位置置的的质质点点完
12、完成成8 8次次全全振振动动，B B位位置置质质点点完完成成1010次次全全振振动动。这这列列波波的的波波长长为为多多少少？频频率为多少？速度为多少？率为多少？速度为多少？波长波长=0.6m=0.6m频率频率f f=2.5Hz=2.5Hz波速波速v v=1.5m/s=1.5m/s2、一列沿一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为，波长为，某一时刻波的图象如图，在该，某一时刻波的图象如图，在该时刻，某一质点时刻，某一质点P的的坐标为（的的坐标为（，0）,经过经过四分之一周期后四分之一周期后,该质点的坐标为该质点的坐标为 ( )A、（、（5/4，0）B、（、（，-
13、A）C、（、（，A）D、（、（5/4，A）B B课课 堂堂 练练 习习 3(3(多选多选) )、如图在一条直线上有三点、如图在一条直线上有三点S S、M M、N N，S S为波源，距为波源，距M M点为点为12m12m，距，距N N点为点为21m21m由于波源由于波源S S的振动在直线上形成一列横波，其波长为的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m8m，波，波速为速为4m/s4m/s，下列说法中正确的是（，下列说法中正确的是（ ）A AM M点先开始振动，点先开始振动，N N点后振动，振动时间相差点后振动，振动时间相差 2.25s2.25s，但振动周期都为，但振动周期都为2s2sB BM M点
14、在最高点时，点在最高点时，N N点在平衡位置以上向下振动点在平衡位置以上向下振动C CM M点在最高点时，点在最高点时，N N点在平衡位置以上向上振动点在平衡位置以上向上振动D D振动过程中振动过程中M M、N N两点的位移有可能在某时刻相两点的位移有可能在某时刻相 同同课课 堂堂 练练 习习 ACDACD4 4、如图所示、如图所示在均匀介质中有一个振源在均匀介质中有一个振源S S，它以它以50Hz50Hz的频率上的频率上下振动，该振动以下振动，该振动以40m/s40m/s的速度沿弹性绳向左、右两边传播。的速度沿弹性绳向左、右两边传播。开始时刻开始时刻S S的速度方向向下，试画出在的速度方向向
15、下，试画出在t=0.03st=0.03s时刻的波形。时刻的波形。 答案：答案：5、一列横波上有相距、一列横波上有相距4m的的A、B两点，波的两点，波的传播方向是由传播方向是由A向向B，波长大于，波长大于2m，图表示，图表示A、B两质点的振动图像，求波速。两质点的振动图像，求波速。由振动图象得：质点振动周期由振动图象得：质点振动周期T=0.4sT=0.4s，B B点比点比A A点晚振动的时间点晚振动的时间 小结小结1、波长：、波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个的两个相邻质点相邻质点间的距离间的距离2、波速：、波速：波在介质中传播的速度；数值上等于波波在介质中传播的速度；数值上等于波长与频率的乘积。长与频率的乘积。波速取决于介质的性质波速取决于介质的性质3 3、频率：各个质点的频率相同；、频率：各个质点的频率相同；波的频率取决波的频率取决于波源频率于波源频率4、三者的关系：、三者的关系：
