3.3波的图像 课件 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

波的图像 在之前的学习中，我们学习了简谐运动，用 x-t 图像描述了弹簧振子或单摆一个质点在任意时刻的位移。 观察绳波，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？ 我们可以用照像机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。 思考与讨论： (1)你认为横轴x、纵轴y应表示什么物理量？ (2)每一质点坐标(x、y) 的物理意义？ 1、波的图象表示法 （1）用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 （2）用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 Y 位移 X 平衡位置 正方向 负方向 O 一、横波的图像 4、简谐波： 如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫一维简谐波。 ①简谐运动在介质中传播形成简谐波.②简谐波是一种最基本、最简单的波. 2、波的图像的物理意义：某一时刻各个质点相对平衡位置的位移。 波的图像是在波的传播方向上介质中各振动质点的连线在某一时刻的波形 3、波的图象也称波形图或波形曲线 二、从波的图象上可获得的物理信息： A y /m x /m 1 2 3 4 5 6 7 8 0 B 0.10 A V a v 1、该时刻沿波的传播方向上 各个质点的位移； 2、各个质点的振幅A ; 3、能根据波的传播方向判断各个 质点在该时刻的运动方向、加 速度方向及其变化情况； 4、可以画出另一时刻的波形图。 7 波的图像表示介质中的“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 振动图像是“录像式”的 图像 波的图像是“照相式”的 图像 x t y x 图 象 三、简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点 相同点 1、形状 2、纵坐标 不同点 1、研究对象 2、横坐标表示 3、读出的物理量 X t 0 振动图象 Y X 0 波的图象 1、图象形状都是正弦或余弦曲线 2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移 1、某一质点（不同时刻） 一群质点（同一时刻） 2、横轴表时间 横轴表平衡位置 3、可直接读出周期 可直接读出波长 3、纵坐标的最大值都表示振幅 波的传播方向 质点的振动方向 四、波的图像的应用 （一）波的传播方向、质点的振动方向互判断方法 方法： （1）同侧法 （2）带动法 （3）图像平移法 （4）上下坡法 O y x 波的传播方向 1、同侧法 在波的图像上的某一点， 沿竖直方向画一个箭头表示质点振动方向，沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向， 两个箭头总是在曲线的同侧。 P Q 强调哪个方向才是质点的振动方向！！！！质点不随波传递 例1、如图为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（ ） A.向右传播，且此时质点B正向上运动 B.向右传播，且此时质点C正向下运动 C.向左传播，且此时质点D正向上运动 D.向左传播，且此时质点E正向下运动 C 例2、如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求：图中A、B、C、D、E各质点的振动情况 A：振动向下 B：振动向上 C：振动向上 D：振动向下 E：振动向下 v 例3、如图所示为一列向左传播的简谐波的波形图，求： 图中A、B、C、D、E各质点的振动情况 波的传播方向 A：振动向上 B：振动向下 C：振动向下 D：振动向上 E：振动向上 x/m y/cm 5 -5 0 2 4 6 v P Q 如果波传播方向未知，已知此刻Q点的振动方向向下，请判断波的传播方向。 思考 例4：一列简谐波沿x正方向传播，某时刻波形如图，判断该时刻点P质点振动方向。 参考答案：由图像可知，波源在点Q右侧，故该波沿 - x方向传播。 例5、 图示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图，试画出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向。 A B C 如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？ 思考 x y ｏ D O y x 波的传播方向 P Q 2、带动法 原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点 方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点Q， 若Q在P点上方，则P向上振动， 若Q在P点下方，则P向下振动． 3、图象平移法 O x/m y/cm 传播方向 a b c d e f g 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定. O x/m y/cm 传播方向 a b c d e f g Y