12.2 波的图像 课件 -2021-2022学年高二下学期物理人教版选修3-4

第十二章 机械波 张 倩 和林格尔县第一中学 第2节 波的图像 简谐运动的振动图像直观地反映了一个质点做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质点在任意时刻的位移. 为了表示这么多质点在同一时刻的运动情况，物理学中采用了波的图象. 机械波是机械振动在介质中的传播，从波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动.但由于它们振动步调不一致(同相质点除外).所以，在某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移各不相同. ——表示波传播方向上各个质点的平衡位置. ——表示计时时刻各质点离开平衡位置的位移. 一.波的图象 因为参与波传播的是多个质点，而每个质点在同一时刻离开平衡位置的位移不同，故波的图象中： 横坐标x 纵坐标y 如图，表示某一时刻绳上的一列横波的图象. 3 二、图象的建立 (1)建立坐标系：用横坐标 x 表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标 y 表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移. (2)选取正方向：一般规定，在横波中，位移向上时 y 取正值，向下时 y 取负值. (3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里. (4)连线：用一条平滑曲线把各质点位移连接起来就是这时的波的图象. 表示介质中的各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的位移. x/m y/m O 三、图象的物理意义 说明：波的图象又称波形图，简称波形.如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波.对于简谐波而言，各个质点振动的最大位移都相同，且在自己的平衡位置附近做简谐运动. 注意：简谐波的波形图与质点的振动图象都是正弦曲线，但意义不同.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移. 5 直接读出的量： 间接得出的量： y/cm x/m 0 (4)根据波的产生特点，若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向(速度方向)，速度大小的变化趋势等，反之亦然。 (1)可直接读出介质中各质点振动的振幅。 (2)可确定任一质点在该时刻的位移大小和方向。 (3)可确定任一质点在该时刻的加速度的方向。 四.由波的图象可获得的信息 五、判断质点振动方向或波传播方向的方法 给出一个波的图像，其上任一质点振动方向和波的传