3.2波的描述 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

新人教版 选择性必修一 第三章 机械波 3.2 波的描述 新教材 新高考 新教材 新高考 课堂引入 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？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、波的图像 Y 位移 1定义.用横轴表示在波传播方向上各质点的平衡位置 纵轴表示各质点偏离平衡位置的位移 X 平衡位置 正方向 负方向 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、波的图像 Y 位移 1定义.用横轴表示在波传播方向上各质点的平衡位置 纵轴表示各质点偏离平衡位置的位移 X 平衡位置 正方向 负方向 O 波的图像描述的是某一时刻，各个质点离开平衡位置的位移 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 2.简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点. Y X 0 波的图象 （1）波形图：某一时刻各质点离开平衡位置的位移（集体照） （随时间平移） 2.简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点. （2）振动图：某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移（一个人的录像） （随时间延伸） 3.简谐波 简谐波：如果波的图像是正弦曲线，叫作正弦波，也叫简谐波.(横波、纵波） 二.波的描述 （1）定义: 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。 1.波长λ： (2)特点 a.相邻的、位移总是相同的质点间的距离 b. 相邻的、波峰、波谷、疏部、密部之间的距离都是一个波长 c. 相邻的平衡位置之间为半个波长 相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的（速度、位移）。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 10 (3)经过一个周期：波传播的距离为一个波长 波平移的距离为一个波长 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 问题探究 在振源完成一次全振动的时间里,波是否也完成了一次周期性的波动? 解释：每个质点都在做受迫振动，因此每个质点的振动周期与波源相同。 结论： 波的周期取决于波源振动的周期。 ①经过一个周期的时间里，振动在介质中的传播的距离恰好等于一个波长。 ②每经历一个周期的时间，原有的波形图保持不变。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 13 二.波长、频率和波速 (1)定义：介质中各质点的振动周期都与波源振动的周期相同，这个周期就是波的周期 （2）特点 a.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。即波从一个介质进入另一个介质时，频率不变。 b.每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。 c.每经历一个周期，原有的波形图不改变。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 14 ｘ ｙ ｏ 波以一定的速度（波速V）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 ｔ时刻的波形 △x ｔ＋△ｔ时刻的波形 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 3、波速（v） (1)定义：波在介质中传播的距离与所用时间之比叫做波速。 （3）几点说明 b.一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 a.波速的大小由介质的性质决定，与频率无关，同一列波在不同介质中传播速度不同。 反映振动在介质中传播的快慢程度. （2）物理意义 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 16 4、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)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长 (3)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 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 17 三、三个关系 (1)波的传播方向与振动方向的关系 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。 振动方向 波动方向 说明：确定波形变换的两种方法 （1）波形平移法 （2）振动描点法 （1）同 侧 法 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 （2）质点带动法 先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点上方，则P向上振动，若P′在下方，则P向下振动． 版权所有：徐圣钦 QQ：894665