3.2 波的描述 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.2波的描述 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，我们能否用图像的方法来描述一列波呢？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？ x y 单个质点 t y 0 波是多个质点的不同时的运动： 能否用其他的图像来描述波呢？ 一、波的图像 x y 0 这些点的集合就是这一时刻波的图像。波的图像有时也称波形图。 ①横坐标x表示各个质点的平衡位置到坐标原点的距离 ②纵坐标y表示此时质点偏离平衡位置的位移 如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。 A x 1 2 3 4 5 6 7 8 0 B 0.10 1.振动图像和波动图像的区别 振动图像 一个时刻不同质点的位移 物理意义：一个质点在不同时刻的位移 波动图像 录像 照片 t 1 2 3 4 5 6 7 8 0 y x 1 2 3 4 5 6 7 8 0 y T=8s λ=8m 波源和传播方向具有不确定性，那如何在波的图像中判断质点的运动方向？ x y 0 波源 v x y 0 波源 v 传播方向与x轴的方向相反 传播方向与x轴的方向相同 思考： 2.如何在波的图像中判断质点的运动方向 微元平移法 x 1 2 3 4 5 6 7 8 0 y 将波沿着传播方向平移一小段，找到该质点对应的位置，就可以判断出质点的运动方向。 同侧法 x 1 2 3 4 5 6 7 8 0 y v v 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。 上坡下坡法 二、波长、频率和波速 x y 0 振动相位相同 ← λ → 波长：振动相位总是相同的两个相邻质点平衡位置间的距离 ← λ → ← λ→ 横波 纵波 如果不是相邻的呢？ ← 1.5λ → ← λ → 周期T ：波前进一个波长的距离所需要的时间。 频率f ：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目。 注意：①波速是匀速的 ②波速与质点的振动速度不同 速度= 路程 时间 波速： v=fλ 波速由介质本身的性质决定 340m/s 频率由波源决定与其他因素无关 听到的音乐是一样的 v=fλ 波长：由波速和频率共同决定的 图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线t＝0.1 s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？ 思考与讨论 微元平移法 同侧法 v 若T<0.1S ,则有可能向左。 课堂练习 课本例题：图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5 s。（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？ 解：（1）如果波是向左传播的 （2）如果波是向右传播的 课堂练习 例1：图是一列波的图像。（1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？（2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？ 解：（1）如果波沿着x 轴的正方向传播，K点最先回到平衡位置。 （2）如果波沿着x轴的负方向传播M点最先回到平衡位置 课堂小结 一、波的图像 ①定义：一个时刻不同质点的位移 ②判断质点的运动方向的方法：同侧法、微元法。 二、波长、频率和波速 波长：振动相位总是相同的两个相邻质点平衡位置间的距离 $