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

波的描述 选择性必修 第一册 第三章 机械波 过去我们研究的是单个质点的运动情况，用 x-t 图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移。而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用 x-t 图像来描述。能否用其他的图像来描述波呢？ 本节课，我们以横波为例来研究波的图像以及描述波的方法。 我们可以用照象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。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。 1.用横坐标表示在各质点的平衡位置到原点的距离 2.用纵坐标表示某时刻各质点对平衡位置的位移 位移 平衡位置 正方向 负方向 一、波的图像 1、波形图：将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来，就得到了该时刻波的图像，也称为波形图。 y ｏ Ａ －Ａ 一、波的图像 y ｏ Ａ －Ａ 横坐标：在波的传播方向上各个质点的平衡位置 纵坐标：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 2、简谐波：当波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源作简谐振动，所形成的波的图象是正弦曲线。这是一种最基本、最简单的波，称为简谐波。 注意：在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形图是不同的。 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。 A y /m x /m 1 2 3 4 5 6 7 8 0 B 0.10 A V 波的图象中包含的信息 波的传播方向与质点的振动方向的判断方法 二、波长、频率和波速 1、波长：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，叫作波长。 ①在横波中两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。 ②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离为波长。 横波的波长 纵波的波长 二、波长、频率和波速 2.频率f：在波动中，各个质点的振动的频率是相同的，都等于波源的振动频率， 这个频率也叫作波的频率。 ①波的频率只由波源的频率决定。 ②波的频率与介质无关，同一个波源产生的波在不同的介质中传播时，频率不变。 例如:声音可以在气体、固体和液体中传播，一个人说话的声波，经不同的介质传播后，听到的内容并不会变化。 二、波长、频率和波速 3.波速：机械波在介质中传播的速度叫做波速。 ①每经过一个周期 T，振动在介质中传播一个波长λ的距离。 ③波速由介质决定。 不同频率的同一类波在同一介质中波速相同； 相同频率的同一类波在不同介质中波速不同。 ② 振动图象 波动图象 图象 物理意义 横坐标 纵坐标 图象变化 运动特点 表示一个质点在各个时刻对平衡位置的位移 表示某一时刻各个质点对平衡位置的位移 表示时间 表示各个质点的平衡位置 振动质点对平衡位置的位移 随时间延伸，原有部分不变 质点作简谐运动 整个波形沿波的传播方向随时间平移 同一介质中，波形作匀速直线运动， 各质点作简谐运动 各个质点对平衡位置的位移 ｔ ｙ Ａ x ｙ Ａ Ｔ 若已知波的周期T=0.4s，是否可以判定波的传播方向呢？ $$