一、機械波的形成和傳播 1.機械波 (1)定義:機械振動在介質(zhì)中的傳播,形成機械波 (2)產(chǎn)生條件:振源和介質(zhì) 名師提醒: (1)介質(zhì)是能夠傳播機械振動的物質(zhì),其狀態(tài)可以是固、液、氣中的任意一種 (2)波的傳播方向為振動傳播的方向 2.機械波的形成: 介質(zhì)中相鄰質(zhì)點之間有相互作用力,當振源質(zhì)點振動時,它就會帶動相鄰的質(zhì)點振動,這樣會使各個質(zhì)點都重復(fù)振源質(zhì)點的運動從而振動起來,這樣振源的機械振動就在介質(zhì)中由近及遠地傳播開來;但是在振動過程中,各個質(zhì)點的振動步調(diào)并不一致,后面質(zhì)點的振動總是要比前面質(zhì)點的振動情況滯后一段時間。這樣,在同一時刻,介質(zhì)中的各個質(zhì)點離開平衡位置的位移是不同的,從而形成凸凹相間(疏密相間)的波形。 3.機械波的傳播特點 (1)機械波傳播的是振動形式和能量.質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波定向遷移. (2)介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同,而且各質(zhì)點開始振動的方向與振源開始振動的方向相同,即各質(zhì)點的振動方式與振源的振動方式完全一致.即各質(zhì)點的起振方向相同. (3)離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠的質(zhì)點依次振動. (4)一個周期內(nèi),質(zhì)點完成一次全振動,通過的路程為4A,位移為零. 名師提醒:波傳播的是振動形式和能量而質(zhì)點不隨波遷移 二、橫波與縱波:區(qū)分兩者應(yīng)從振動方向與波的傳播方向的關(guān)系進行 (1)橫波:質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相互垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).抖動繩子一端而在繩子上所形成的波就是橫波,水表面的波可以近似看做橫波. (2)縱波:質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.聲波是最常見的縱波,地震所產(chǎn)生的波既有橫波又有縱波. 名師提醒:繩波是橫波、聲波是縱波、地震波既有橫波也有縱波 三、簡諧波: 不管是橫波還是縱波,如果傳播的振動是簡諧運動,這種波就是簡諧波 四、波長 1.定義:沿波的傳播方向,任意兩個相鄰的同相振動的質(zhì)點之間的距離(包含一個“完整的波”),叫做波長,常用表示 名師提醒:“同相振動”的含義是“任何時刻相位都是相同的”或者說“任何時刻振動情況總是相同的” 2.關(guān)于波長的幾種說法 (1)兩個相鄰的、在振動過程中相對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點之間的距離等于波長 (2)在橫波中,兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長;在縱波中,兩個相鄰的密部(疏部)中心之間的距離等于波長 (3)波長反映了波在空間上的周期性 五.振幅 1、定義:在波動中,各質(zhì)點離開平衡位置的最大距離,即其振動的振幅,也稱為波的振幅,一般用A表示 2、物理意義:波的振幅大小是波所傳播的能量的直接量度 六.頻率 1、定義:波在傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點的頻率都相同,這個頻率被稱為波的頻率,用f表示 2、頻率與周期的關(guān)系: 七、波速 1、定義:波在介質(zhì)中傳播的速度;它等于波在介質(zhì)中傳播的距離與所用時間的比值 2、公式: 3、波長、波速、周期(頻率)之間的關(guān)系: 八、橫波的圖像 波的圖象反映了在某時刻介質(zhì)中的各質(zhì)點離開平衡位置的位移情況,圖象的橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置,縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移,如圖所示. 圖象的應(yīng)用: (1)直接讀取振幅A和波長λ,以及該時刻各質(zhì)點的位移. (2)確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向,并能比較其大?。?/p> (3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向. 九、振動圖像與波動圖像的比較 十、波的疊加原理 1、波的獨立傳播原理:幾列波相遇后能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播,這一原理叫做波的獨立傳播原理 2、波的疊加原理:在幾列傳播的重疊區(qū)域內(nèi),質(zhì)點要同時參與幾列波引起的振動,質(zhì)點的總位移等于各列波單獨存在時在該處引起的振動位移的矢量和,這就是波的疊加原理 十一、波的干涉現(xiàn)象 1、波的干涉:頻率相同的兩列波疊加,使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點振動始終加強,另一些區(qū)域的質(zhì)點振動始終減弱,并且這兩種區(qū)域互相間隔、位移保持不變,這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象(圖樣)叫做波的干涉 2、兩列波干涉的條件:頻率相同 十二、波的衍射現(xiàn)象 1、波的衍射:波能夠繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象,叫做波的衍射 2、產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:障礙物(或孔)的尺寸與波長相差不多或者比波長小 十三、多普勒效應(yīng) 1.多普勒效應(yīng):當波源與觀察者之間有相對運動時,觀察者會感到波的頻率發(fā)生了變化,這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng). 2.接收到的頻率的變化情況:當波源與觀察者相向運動時,觀察者接收到的頻率變大;當波源與觀察者背向運動時,觀察者接收到的頻率變?。?nbsp; 十四、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用 1、超聲波測速:發(fā)射裝置向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時測量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少可以知道車輛的速度 2、醫(yī)用“彩超”:向人體發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血液反射后被儀器接收。測出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度,據(jù)此診斷疾病 3、測定人造衛(wèi)星位置的變化,判斷天體相對于地球的運動速度 4、可根據(jù)火車汽笛的音調(diào)變化判斷火車是進站還是出站,根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷判斷炮彈飛行的方向等 |
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