高二物理选修77773-4123波长频率和波速LI

1、 12.3 波波 长、频长、频 率率 和和 波波 速速第十二章第十二章 机械波机械波一、波长（一、波长（）1 1、定义、定义: : 在波动中，振动相位在波动中，振动相位总是总是相同的相同的两个两个相邻相邻质点间的距离，叫做波长。质点间的距离，叫做波长。 请想一想，为什么要强调请想一想，为什么要强调“相邻相邻”两个字？两个字？ 思考思考注意观察：在波动中，相隔等注意观察：在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点？于波长的两个点的振动特点？1 1）. .这两点对平衡位置的位移的大这两点对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同小和方向总保持相同 2）.这两点这两点 速度速度大小和方向总保大小和方向总保

2、持相同持相同3）.这两点这两点振动步调总振动步调总保持相同保持相同2 2、另一定义、另一定义: : 在波动中，对平衡位在波动中，对平衡位置的位移置的位移总是总是相同的两个相同的两个相邻相邻质点间质点间的距离，叫做波的波长。的距离，叫做波的波长。 一、波长（一、波长（）思考思考注意观察：注意观察：在波动中，相隔等在波动中，相隔等于半个波长的两个点的振动特于半个波长的两个点的振动特点？点？2).相隔相隔/2/2的两个质点的步调总是相反的两个质点的步调总是相反1).相隔相隔的两个质点的步调总是相同的两个质点的步调总是相同 . 相隔相隔整数倍的两个质点的步调总是相同整数倍的两个质点的步调总是相同 相隔

3、相隔/2/2的奇数倍两个质点的步调总是相反的奇数倍两个质点的步调总是相反在横波中在横波中,两个两个相邻相邻的的波峰波峰(或波谷或波谷)之间的距离等于之间的距离等于波长波长.在纵波中在纵波中,两个两个相邻相邻的的密部密部(或疏部或疏部)之间的距离等于之间的距离等于波长波长振源振动一个周期，波向前传递一个波长振源振动一个周期，波向前传递一个波长振源振动振源振动3个周期，波向前传递个周期，波向前传递3个波长个波长3介质中各质点振动的频率都等于波源的振动频介质中各质点振动的频率都等于波源的振动频率，我们把这个频率叫做波动的频率，通常用率，我们把这个频率叫做波动的频率，通常用字母字母f表示，单位是表示，

4、单位是Hz 二、波的频率二、波的频率1、定义：、定义：人耳能够感觉到的声波的频率约为人耳能够感觉到的声波的频率约为20Hz20000Hz男低音歌唱家发出的声音可以低到男低音歌唱家发出的声音可以低到65Hz，而女高音歌唱家可以高达，而女高音歌唱家可以高达1180Hz 同一列波在不同介质中的频率（周期）如同一列波在不同介质中的频率（周期）如何变化？为什么？何变化？为什么？同一列波在不同介质中的同一列波在不同介质中的频率（周期）频率（周期）保保持持不变不变。三、波速三、波速 波以一定的速度（波速）向前传播。在单位时间内某一波以一定的速度（波速）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

5、动的距离，等于波速波峰或波谷（疏部和密部）向前移动的距离，等于波速时刻的波形时刻的波形三、波速三、波速 1.定义定义波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度就等于波速。就等于波速。 tXv2.公式公式反映振动在介质中传播的快慢程度反映振动在介质中传播的快慢程度3.物理意义物理意义（1）波速的大小由介质的性质决定，波速的大小由介质的性质决定，同一同一列波在不同的介质中传播速度不同。列波在不同的介质中传播速度不同。（2）同一列波在同一介质中）同一列波在同一介质中 _传播传播 。（3）区分波速和振动速度）区分波速和振动速度 。匀速匀速四、波长、周期

6、（或频率）和波速的关系四、波长、周期（或频率）和波速的关系 fvTv或(1)(1)波速等于波长和频率的乘积波速等于波长和频率的乘积. .(2)(2)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械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）也波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立成立波速由介质决定波速由介质决定 波的频率只取决于波源波的频率只取决于波源 波长则决定于波长则决定于v v和和T T。1 1波速由什么决定？波速由什么决定？2 2频率由什么决定？频率由什么决定？3 3波长由什么决定？波长由什么决定？四、波长、周期（或频率）和波速的关系四、波长、周期（

7、或频率）和波速的关系 1.一列波在不同介质中传播，保持不变一列波在不同介质中传播，保持不变的物理量是的物理量是 A. 波长波长 B. 波速波速 C. 频率频率 D. 周期周期2一列波的波长为一列波的波长为，沿着波的传播方向在任，沿着波的传播方向在任意时刻，具有相同位移的质点是意时刻，具有相同位移的质点是(其中其中k=0，1，2，) A相距相距/2的两质点的两质点B. 相距相距的两质点的两质点C. 相距相距( (2k+1)/2/2的两质点的两质点 D. . 相距相距2k的两质点的两质点 3 、一列沿一列沿x方向传播的横波，其振幅为方向传播的横波，其振幅为A，波长为波长为，某一时刻波的图象如图，某

8、一时刻波的图象如图3所示。在该所示。在该时刻，某一质点的坐标为时刻，某一质点的坐标为(，0)，经过，经过T/4T/4后后该质点的坐标为：该质点的坐标为： 4 4、关于波速说法正确的有（、关于波速说法正确的有（ ）A A波速由介质和波源共同决定波速由介质和波源共同决定B B提高振源频率，波的传播速度将增大提高振源频率，波的传播速度将增大C C同时在空气中传播两列声波，波长较大的声同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快波传播较快D D频率大的声波在空气中传播的波长越短频率大的声波在空气中传播的波长越短E E波速反映了介质中质点振动的快慢波速反映了介质中质点振动的快慢F F波速反映了振动在

9、介质中传播的快慢波速反映了振动在介质中传播的快慢课课 堂堂 练练 习习 5 5、关于、关于v v= =f f说法正确的是（说法正确的是（ ）A A它们适用于一切波（包括电磁波、光波）它们适用于一切波（包括电磁波、光波）B B同一列波在传播过程中，从一种介质进入另同一列波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时一种介质时f f 保持不变保持不变C C由由v v= =f f可以看出，波速与频率成正比可以看出，波速与频率成正比D D由上式可得出同类波在同一种介质中传播时，由上式可得出同类波在同一种介质中传播时，波长和频率成反比波长和频率成反比课课 堂堂 练练 习习 YXO如图所示为一列向右传播的简谐

10、波在某时刻的波形图试画出再经如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过过T/4、 T/2T/2、 3T/4、T和和5T/4时的波形图。时的波形图。试画出该时刻前试画出该时刻前T/4T/4、 T/2T/2时刻的波形图。时刻的波形图。波的传播方向波的传播方向五、已知波速和波形，如何画出再经五、已知波速和波形，如何画出再经经历一个周期（或整数倍）经历一个周期（或整数倍）波形图不变。波形图不变。（1 1）画下一时刻的波形时沿着传播方向平移，画）画下一时刻的波形时沿着传播方向平移，画前一时刻的波形时逆着传播方向平移。前一时刻的波形时逆着传播方向平移。（2 2）当时间间隔超过一个周期时，只

11、考虑周期整）当时间间隔超过一个周期时，只考虑周期整数倍后剩余的时间。数倍后剩余的时间。（3 3）可先选定两个相邻的特殊点进行平移，然后）可先选定两个相邻的特殊点进行平移，然后补全余下的部分。补全余下的部分。123 例题：例题： 下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经曲线，经0.50.5秒后，波形如图中的虚线所示。该波的秒后，波形如图中的虚线所示。该波的周期周期 T T 大于大于0.50.5秒秒 1 1、如果波是向左传播的，波速是多大？周期是、如果波是向左传播的，波速是多大？周期是多大？多大？ 2 2、如果波是向右传播的，波速是多大？周期是、如果波是

12、向右传播的，波速是多大？周期是多大？多大？秒时的波形0.5秒时的波形解答：解答： 1 1、如果波向左传播，波形向左移动了、如果波向左传播，波形向左移动了mx6 .041smsmtxv/12. 0/5 . 006. 0svT00. 212. 024. 02 2、如果波向右传播，波形向右移动了、如果波向右传播，波形向右移动了cmx1843smsmtxv/36. 0/5 . 018. 0ssvT67. 036. 024. 0拓展：拓展：若把条件若把条件“设该波的周期设该波的周期T T大于大于0.5s”0.5s”去掉，该题又该如何解答？去掉，该题又该如何解答？ 一列简谐横波沿一列简谐横波沿x x轴传播，轴传播，t t=0=0时刻的波形如时刻的波形如图实线所示，经过