高中物理波长-频率和波速
最新人教版高中物理选修3-4第十二章《波长、频率和波速》
3.波长、频率和波速1.理解波长、频率和波速的物理意义,能在波的图象中求出波长。
2.理解波源振动周期、各质点振动周期与波传播的周期(频率)的关系。
3.知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关系,能初步利用这一关系进行计算。
在古代战争中,士兵常常会将箭筒放在地上,枕着箭筒睡觉。
你知道这是为什么吗?提示:古代士兵之所以枕着箭筒睡觉是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音,箭筒起到收集声波的作用,而且在相同距离时,声音在大地中传播比在空气中传播要快。
1.波长λ:在波动中,振动相位总是相同的两个________间的距离,叫做波长,通常用____表示。
在横波中,两相邻的____________之间的距离等于波长。
在纵波中,两相邻____________之间的距离等于波长。
2.频率f:波的频率由__________决定,在任何介质中频率不变,等于波源的振动频率。
3.波速v:波速仅由________的性质决定,在不同的介质中波速不同。
4.波速与波长和周期的关系为______,即波源振动几个周期,波向前传播几个波长。
思考:当波从一种介质进入另一种介质时,波长、频率和波速,哪个物理量保持不变?答案:1.相邻质点λ波峰(或波谷)密部(或疏部)2.波源的频率3.介质本身4.v=λT思考提示:波的频率由波源的频率决定,和介质无关。
一、波长、波速、频率的决定因素1.周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率就是指波源的周期和频率,与v、λ无任何关系。
当波从一种介质进入另一种介质时,波源没变,波的周期和频率不会发生变化。
所以说周期和频率由波源决定。
2.波速v:由介质的物理性质决定,同一均匀介质,物理性质相同,波在其中传播的速度恒定。
所以说波速由介质决定。
3.波长λ:对一列波,其波长、波速、周期的关系不会变化,始终是v=λT=λf,由于v、T都由相关因素决定,而这些因素同时又决定了波长λ,即波长λ由波源和介质共同决定。
波长、频率和波速
• 在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点之间 的距离,叫做波长。通常用表示。
• 波长反映了波在空间上的周期性。
• 在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离 等于波长。在纵波中,两个相邻的密部(或疏部) 间的距离等于波长。
波长、频率和波速
• 波向前传播一个波长所需要的时间称为波的周期,用 T表示。
v x 0.06 m / s 0.12 m / sБайду номын сангаасt 0.5
T 0.24 s 2.0s
v 0.12
【例】 图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形 曲线。经过0.5s后,其波形如图中虚线所示。设该波 的周期T大于0.5s。 (2)如果波是向右传播的,波的速度是多大?波的周期 是多大?
解:(2)当波向右传播时,图中的波峰1只能到达波峰3
v x 0.18 m / s 0.36 m / s t 0.5
T 0.24 s 0.67 s
v 0.36
• 同一频率的波,其波长将随介质的不同而不同。
【例】 图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形
曲线。经过0.5s后,其波形如图中虚线所示。设该波 的周期T大于0.5s。 (1)如果波是向左传播的,波的速度是多大?波的周期 是多大?
(2)如果波是向右传播的,波的速度是多大?波的周期 是多大?
解:(1)当波向左传播时,图中的波峰1只能达到波峰2 的位置。
• 波的频率表示单位时间内波动所传播的完整波的数目。
周期与频率的关系: f= 1 T
(3-3-1)
• 在波动过程中,某一振动状态(即振动相位)在单
位时间内所传播的距离叫做波速。
v
T
(3-3-2) v f (3-3-3)
物理知识点波速与频率与波长的关系与声速与速度与多普勒效应
物理知识点波速与频率与波长的关系与声速与速度与多普勒效应物理知识点:波速与频率与波长的关系、声速与速度与多普勒效应在物理学中,波速、频率、波长、声速以及多普勒效应是一些基本的概念,它们在理解和研究波动现象以及声音的传播中起着重要的作用。
本文将围绕这几个知识点展开讨论,并介绍它们之间的关系。
一、波速与频率与波长的关系1. 波速的定义波速指的是波动在介质中传播的速度,一般用字母v表示。
在不同的介质中,波速可能会有所不同。
波速的单位是米/秒(m/s)。
2. 频率的定义频率是指波动的周期性,即单位时间内波动的次数。
频率用字母f 表示,单位是赫兹(Hz)。
频率与波速之间存在以下关系:波速 = 频率 ×波长其中,波长是波动的长度,用字母λ表示。
3. 波长的定义波长是波动的长度,即波动形成一个周期所需的距离。
波长与频率之间存在以下关系:波长 = 波速 / 频率通过上述关系式,我们可以知道,波速、频率和波长三者之间的关系是相互依赖的,改变其中一个参数,另外两个参数也会相应地发生变化。
二、声速与速度与多普勒效应1. 声速的定义声速是指声波在介质中传播的速度,一般用字母v表示。
在空气中,声速的大小约为343m/s。
2. 速度的定义速度是指物体在单位时间内所经过的长度,用字母v表示。
在物理学中,速度被定义为位移对时间的比值。
3. 多普勒效应多普勒效应是指当发射源和接收源之间相对运动时,由于相对速度的存在而导致接收到的波的频率发生变化的现象。
如果发射源和接收源相向运动,则接收到的波的频率会增大,这被称为正多普勒效应;如果发射源和接收源远离彼此运动,则接收到的波的频率会减小,这被称为负多普勒效应。
多普勒效应在日常生活中有许多应用,例如在交通工具上使用的雷达测速仪、医学超声波成像等都利用了多普勒效应的原理。
综上所述,物理知识点中的波速、频率、波长、声速以及多普勒效应在理解和研究波动现象与声音传播方面具有重要作用。
波长、频率和波速
(2)波速等于波长和频率的乘积这一关系 ) 虽从机械波得到, 虽从机械波得到,但对其他形式的波 电磁波、光波)也成立。 (电磁波、光波)也成立。 λ 或 = λf v (3)波速的计算既可用 v = ) T
s 也可用 v = t
二、周期(T)、频率(f) 周期( )、频率( 频率 波源质点振动的周期(或频率) 1、波源质点振动的周期(或频率)就是波的周期 或频率) (或频率) 2、几点说明 (1)波的周期(或频率)应由波源决定, (1)波的周期(或频率)应由波源决定,与传播 波的周期 波的介质无关。 波的介质无关。 (2)每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播 (2)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。 一个波长的距离。 (3)每经历一个周期,原有的波形图不改变。 (3)每经历一个周期,原有的波形图不改变。 每经历一个周期
波长λ=0.6m 波长λ=0.6m 频率f=2.5Hz 波速v=1.5m/s
课 堂 练 习 为波源, 如图在一条直线上有三点S、M、N,S为波源, 点为12m 12m, 点为21m 21m. 距M点为12m,距N点为21m.由于波源S的振动在 直线上形成一列横波,其波长为8m 波速为4m/s 8m, 4m/s, 直线上形成一列横波,其波长为8m,波速为4m/s, 下列说法中正确的是( 下列说法中正确的是( )ACD
(4)在波的传播方向上相距波长整数倍的两质 ) 同相质点)的振动步调总是相同的; 点(同相质点)的振动步调总是相同的; 相距半波长奇数倍的两质点(反相质点) 相距半波长奇数倍的两质点(反相质点) 振动步调总是相反的; 振动步调总是相反的; 横波中 两个相邻 波峰(或波谷) 相邻的 (5)在横波中,两个相邻的 波峰(或波谷) 之 间的距离等于波长; 间的距离等于波长; 纵波中 两个相邻 密部(或疏部) 相邻的 在纵波中,两个相邻的 密部(或疏部)之 间的距离等于波长。 间的距离等于波长。
波长频率和波速
例8、如图所示,图甲为 某一波动在t=1.0 s时的 图象,图乙为参与该波 动(的1)【判质自断点主 波P的的解振传答动【 向播】图自 负方象主向y(。1解;轴)由答方乙】向(2图 运)求(动知1该),由t波=结乙V波1合图.速0甲知。s图t时=利, 1用.0P上s质下时点V坡,法P (】1解)由:向(乙1)负 图由知乙y 轴图 t=方 知1确.向 0t定=s运该1时动 .0波,,s向P时结左质,合传点P甲 播质.图点利向用Y上轴下 负方坡向法运可动以, 动 向, 运确 结动合 定,甲该结图波 合利向 甲(用2左 图)上由利 传下甲用 播坡图上.法可下可 知坡以λ法=知可4:m以向,左由传乙播图。可知 T=1.0 播 左. 传(播2).由甲图可以知波λ速=4 m,由乙图可知 T=1.0 s,所
和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间 的关系是:C( )
A.f1>f2,λ1>λ2,v1>v2 v1<v2
C.f1>f2,λ1<λ2,v1=v2
B.f1<f2,λ1<λ2, D.以上说法都不正确
例5.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T/4、3T/4和5T/4时 的波形图
Y
波的传播方向
O
T/4
X
3T/4
例6.如下图所示,是一列简谐波在某时刻的波形图.若每隔0.2 s波沿+x方 向推进0.8 m,试画出此后17 s时的波形图.
例7.水面上有A、B两只小船,一列水波沿A、B方向 传播,船每分钟上下摆动20次,水波的速度是 4m/s,当A船位于波峰时,B恰好位于波谷位置,A、 B两船间还有4个波峰,A、B两船间水平距离为多 少?
可=知4 λm= 以 v∴,=4波波由Tλm速速= 乙,为图 1由4.:0可乙 mv知=/图s=TTλ可==4知.1104..00mTms=/,/ss.1=所.04.s0,m所/s. m4/.s0=m4/s.0. m/s.
高中物理选修波长、频率和波速教学教案
一、教学目标1. 让学生理解波长、频率和波速的概念及其相互关系。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生运用数学方法进行计算和分析,提高学生的逻辑思维能力。
二、教学内容1. 波长的概念及其计算。
2. 频率的概念及其计算。
3. 波速的概念及其计算。
4. 波长、频率和波速之间的关系。
5. 应用实例:分析现实生活中的波现象。
三、教学重点与难点1. 重点:波长、频率和波速的概念及其相互关系。
2. 难点:波速的计算及应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究波长、频率和波速的关系。
2. 利用多媒体课件,直观展示波现象,增强学生的感知。
3. 开展小组讨论,培养学生合作学习的能力。
4. 结合实际案例,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
五、教学过程1. 导入:通过展示波现象的图片,引导学生思考波的特点。
2. 讲解波长的概念,让学生理解波长的定义及其计算方法。
3. 讲解频率的概念,让学生理解频率的定义及其计算方法。
4. 讲解波速的概念,让学生理解波速的定义及其计算方法。
5. 引导学生探究波长、频率和波速之间的关系,让学生通过数学方法进行计算和分析。
6. 结合实际案例,让学生运用波长、频率和波速的知识解决实际问题。
7. 课堂小结,回顾本节课所学内容,巩固知识点。
8. 布置作业,让学生进一步巩固波长、频率和波速的知识。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对波长、频率和波速概念的理解程度。
2. 作业批改:检查学生对波长、频率和波速计算方法的掌握情况。
3. 小组讨论:观察学生在讨论中的表现,了解学生对波长、频率和波速应用能力的培养。
七、教学反思2. 针对学生的薄弱环节,思考改进教学方法的措施。
3. 探索更多实际案例,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
八、拓展与延伸1. 引导学生关注波长、频率和波速在现代科技领域的应用。
2. 介绍相关领域的物理知识,如光的波动性、声波等。
波长、频率和波速
3 波长、频率和波速一、波长1.波长:沿着波的传播方向,两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。
单位:米(m)符号:λ2.横波中的波长:等于相邻两个波峰或波谷之间的距离。
3.纵波中的波长:等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。
二、波的周期与频率1.波动中,各个质点振动的周期和频率是相同的。
2.波的周期与频率:质点振动的周期又叫做波的周期;质点振动的频率又叫做波的频率。
3.波的振动周期和频率只与振源有关,与介质无关。
三、波速1.质点振动一个周期,振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长,即在一个周期里振动在介质中传播的距离等于一个波长2.波速:波的传播快慢公式:V=S/t=λf=λ/T 波速不同与质点的振动速度3.波速的大小由介质的性质决定的,在不同的介质中速度并不相同。
4.声波的波速(在空气中): 大约340m/s 与温度有关四、波形图与振动图应用与比较1.从波的图象上可获取的物理信息是:(1)波长和振幅。
(2)已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。
(若已知某一质点的振动方向也可确定波的传播方向) (3)经过一段时间后的波形图。
(4)质点在一段时间内通过的路程和位移。
2.波动方向和质点振动方向的互求:(1)平移法(2)振动法1.关于波的频率,下列说法中正确的是[ ]A.波的频率由波源决定,与介质无关 B.波的频率与波速无关C.波由一种介质传到另一种介质时,频率变大 D.以上说法均不正确2.关于波速,下列说法中正确的是[ ]A.反映了振动在介质中传播的快慢 B.反映了介质中质点振动的快慢C.波速由介质决定与波源无关 D.反映了介质中质点迁移的快慢3.如果图所示是一列简谐波在某一时刻的波形,则[ ]A.C点的振幅是0B.BC两点平衡位置间距是λ/4C.该时刻速度最大的点是A、C、ED.当A振动了一周期时间内,波由A点传到E点4、图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x轴正向传播,波速是18m/s,A.波长是6cm,频率是1/3HzB.波长是8m,频率是9/4HzC.波长是10cm,频率是1.8HzD.波长是8cm,频率是4/9Hz5、有一振源可产生周期是10-3的波,并能在介质中以300m/s的速度传播,这列波的频率是______Hz,波长是____m.6、图为一列横波在某一时刻的波形图,若此时质点Q的速度方向沿y轴负方向,则(1)波的传播方向是____;(2)若P开始振动时,N已振动了0.02s,则该波的频率为____Hz,波速是____cm/s.7、图所示是一列沿x轴负方向传播的波在某一时刻的波形图,此时,A点的速度方向是____,B点速度方向是____,C点的加速度方向是____,并画出此列波经T/2的波形.8、关于波速的正确说法是( )A.反映了振动在介质中传播的快慢B.反映了介质中质点振动的快慢C.波速由介质决定与波源无关D.反映了介质中质点迁移的快慢9.一列波在不同介质中传播,保持不变的物理量是()A.波长 B.波速 C.频率 D.振幅10.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图5-3-13所示,质点A的位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次达到最大位移,由此可见()A.这列波波长是2 m B.这列波频率是50 HzC.这列波波速是25 m/s D.这列波的传播方向是沿x轴的负方向11.某时刻在波的传播方向上相距s 的P 、Q 两点之间只有一个波峰的四种可能情况如图5-3-14所示,设各情况的波速均为v ,传播方向均向右,那么,自该时刻起,P 点最先出现波谷的情况是( )12.一根张紧的水平弹性绳,绳上的S 点的外界驱动力的作用下沿竖直方向作简谐运动,在绳上形成稳定的横波.在S 点的左、右两侧分别有A 、B 、C 、D 四点,如图所示.已知AB 、BS 和SC 的距离都相等,CD 的距离为SC 的2倍,下面的说法中正确的是( )A.若B 点的位移与S 点的位移始终相同,则A 点的位移一定与S 点的位移始终相同B .若B 点的位移与S 点的位移始终相反,则A 点的位移一定与S 点的位移始终相反C .若C 点的位移与S 点的位移始终相同,则D 点的位移一定与C 点的位移始终相同D .若C 点的位移与S 点的位移始终相反,则D 点的位移一定与C 点的位移始终相同13.如图甲所示为一列简谐横波在t=20s 时的波形图,图乙是这列波中P 点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是( )A .s cm v /25=,向左传播B .s cm v /25=,向右传播C .s cm v /50=,向左传播D .s cm v /50=,向右传播14.呈水平状态的弹性绳,左端在竖直方向做周期为0.4S 的简谐运动,在T =0时左端开始向上振动,则在T =0.5S 时,绳上的波可能是图中的( )15.如图所示为一列简谐横波沿X 轴传播,在某时刻的波形图线,质点P 在该时刻的速度V ,经过0.1S 该质点的速度仍为V ,再经过0.1S 该质点的速度大小等于V 的大小而方向与V 方向相反,关于波的传播方向与波速,下述正确的是( )A .若波沿X 方向传播,波速为20 m/sB .若波沿X 方向传播,波速为30m/sC .若波沿-X 方向传播,波速为10 m/sD .若波沿-X 方向传播,波速为20 m/s16.一列简谐横波沿直线传播的速度是2m/s ,在传播方向上有A 、B 两点,从波刚好传到某质点时开始计时,已知5s 内A 点完成了6次全振动,B 点完成了10次全振动,则此波向什么方向传播?波长为多少?A 、B 两点间的距离为多大?A B S CD17.一列简谐波在.轴上传播,波速为50m/s ,已知t =0时刻的波形图象如图5-3-18所示,图中M 处的质点此时正经过平衡位置沿y 轴的正方向运动.请将t=0.5s 时的波形图像画在图B 上(至少要画出一个波长).18.一列横波在x 轴线上传播着,在t 1=0和t 2=0.005s 时的波形曲线如图5-3-15所示: ⑴读出简谐波的波长、振幅分别是多少?⑵设周期大于(t 2-t 1).如果波向右传播,波速多大?如果波向左传播,波速又是多大? ⑶设周期小于(t 2-t 1).且波速为6000m/s ,求波的传播方向.19.如图5-3-2所示,是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,并且此时波沿x 轴正方向传播到x=2.5cm 处,已知从t=0到t=1.1s 时间内,P 点第三次出现在波峰位置,则P 点的振动周期是多少?经过多长时间另一质点Q 第一次到达波峰?20. 如图5-3-5所示,在均匀介质中有一个振源S ,它以50H Z 的频率上下振动,该振动以40m/s 的速度沿弹性绳向左、右两边传播。
高二物理波长频率和波速1
直线上形成一列横波,其波长为8m,波速为4m/s, 下列说法中正确的是( )
A.M点先开始振动,N点后振动,振动时间相差
2.25s,但振动周期都为2s
B.M点在最高点时,N点在平衡位置以上向下振动 C.M点在最高点时,N点在平衡位置以上向上振动 D.振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间 的距离也等于波长。 (4)相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的;
相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
二、周期(T)、频率(f)
1、波源质点振动的周期(或频率)就是波的周期 (或频率) 2、几点说明
(1)波的周期(或频率)应由波源决定,与传播 波的介质无关。
一、波长(λ) 1、 定义: 在波动中,对平衡位置的位移总是 相等的两个相邻质点间的距离,叫做波的波长。 2、几点说明
(1)“位移总相等” 的含义是“每时每刻都相等” (2)位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的
一、波相邻波峰或两个相邻波谷之间 的距离等于波长。
D.由两式得出同类波在同一种介质中传播时, 波长和频率成反比,与周期成正比
课堂练习
一列横波沿直线传播,在传播方向上有A、B 两点,相距1.2m,当波刚好到达B点时开始计时, 已知4秒内,A位置的质点完成8次全振动,B位置 质点完成10次全振动。这列波的波长为多少?频 率为多少?速度为多少?
课堂练习
)
A.这列波的波长是4m
B.这列波的振幅是0.4m
C.这列波的波速一定是20m/s
D.这列波的频率可能是15Hz
课堂练习
D.频率大的声波在空气中传播的波长越短
波长,频率和波速的关系
波长,频率和波速的关系
λ=u/f,其中u是波速,f是频率。
解答过程如下:(1)波长λ等于波速u和周期
T的乘积,即λ=uT。
(2)频率f=1/T得到:T=1/f。
(这是周长和频率的关系)(3)
T=1/f代入λ=uT,得到λ=u/f。
波长(wavelength)是指波在一个振动周期内传播的距离。
也就是沿着波的传播方向,相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。
波长λ等于波速u和周期t的乘积,即
λ=ut。
同一频率的.波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。
频率,就是单位时间内顺利完成周期性变化的次数,就是叙述周期运动频密程度的量,常用符号f或ν则表示,单位为秒分之一,符号为s-1。
为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,缩写“赫”,符号为hz。
每个物体都存有由它本身性质同意的与振幅毫无关系的频率,叫作固有频率。
频率概念不仅在力学、声学中应用领域,在电磁学、光学与无线电技术中也常采用。
高中物理-电磁波谱
5、可见光
波长范围:400nm-700nm 包含七种颜色的色光:红、橙、黄、绿、蓝、聢、
紫 作用:引起人眼视觉
6、紫外线
波长范围:5nm-400nm 特征:具有较大的能量 应用:①杀菌②促进钙的吸收③防伪(例:验钞机) 危害 :过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤
7、x射线和γ射线
范围:波长比紫外线更短 x射线应用:①检查人体内部器官②金属探伤③ 安检) γ射线应用:①杀死癌细胞②金属探伤
A.红外线的频率最大,可见光的频率最 B.伦琴射线的频率最大,红外线的频率最小 C.可见光的频率最大,红外线的频率最 D.伦琴射线频率最大,可见光的频率最小
4. 关于紫外线,下列说法中正确的是 ( C)
A.一切物体都会发出紫外线 B.紫外线可用于无线电通讯 C.紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的
物质
D.在紫外线照射下,所有物质会发出荧光
C.频率越大,其波长越大 D.频率不同, 传播速度也不同
3.关于电磁波的下列说法,不正确的是( B ) A.电磁波可以在真空中传播 B. 电磁波不能在空气中传播 C. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在 D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
3. 在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线 (射线)三个波段的频率大小关系是 (B )
从左向右频率逐渐增大,波长逐渐减小
不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性
3、无线电波
范围:波长大于1mm,频率小于3GHz 应用:广播、电视、天体物理研究,微波炉中的
微波也是无线电波
4、红外线
范围:波长比无线电波短,比可见光长 特点:红外线具有热效应,任何物体都能辐射红
外线,温度越高,红外辐射越强) 应用:①红外线遥感②遥控③红外线加热
波速和波长频率的关系
2.公式
v X t
3.物理意义
反应振动在介质中传播旳快慢程度
(1)波速旳大小由介质旳性质决定,同一 列波在不同旳介质中传播速度不同。
(2)同一列波在同一介质中 _匀__速___传播 。
(3)区别波速和振动速度 。
由波旳传播方向判断某一质点旳振动方向
前带后,后跟前
t0 t T / 4 tT /2
同一列波在不同介质中旳频率(周期)怎 样变化?为何?
同一列波在不同介质中旳频率(周期)保 持不变。
三、波速
• 波以一定旳速度(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)向前移动旳距离,等于波速
y
△x
o
V=
△x △t
x
t时刻旳 波形
t+△t时刻 旳波形
1.定义
波形(如波峰、波谷;疏部、密部)向前平移旳速度 就等于波速。
3).这两点振动步调总保持相同
一、波长(λ)
2、另一定义: 在波动中,对平衡位 置旳位移总是相同旳两个相邻质点间 旳距离,叫做波旳波长。
思索
注意观察:在波动中,相隔等 于半个波长旳两个点旳振动特 点?
1).相隔λ旳两个质点旳步调总是相同 . 相隔λ整数倍旳两个质点旳步调总是相同
2).相隔λ/2旳两个质点旳步调总是相反 相隔λ/2旳奇数倍两个质点旳步调总是相反
C. 相距(2k+1)λ/2旳两质点
D. 相距2kλ旳两质点
3 、一列沿x方向传播旳横波,其振幅为A, 波长为λ,某一时刻波旳图象如图3所示。在该 时刻,某一质点旳坐标为(λ,0),经过T/4后 该质点旳坐标为:
在横波中,两个相邻旳波峰(或波谷)之间旳距离等于 波长. 在纵波中,两个相邻旳密部(或疏部)之间旳距离等于 波长.
知识讲解 波长、频率和波速
波长、频率和波速 编稿:张金虎审稿:代洪【学习目标】1.知道波长、频率的含义。
2.掌握波长、频率和波速的关系式,并能应用其解答有关问题。
3.知道波速由介质本身决定,频率由波源决定。
【要点梳理】要点一、波长、频率和波速 1.波长、频率和波速 (1)波长.两个相邻的运动状态总是相同的质点间的距离,或者说在振动过程中,对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长.例如,在横波中两个相邻波峰(或波谷)之间的距离,在纵波中两个相邻密部(或疏部)之间的距离都等于波长.波长用λ表示. (2)频率.由实验观测可知:波源振动一个周期,其他被波源带动的质点也刚好完成一次全振动,且波在介质中往前传播一个波长.由此可知,波动的频率就是波源振动的频率.频率用f 表示.(3)波速.波速是指波在介质中传播的速度.要点诠释:①机械波的波速只与传播介质的性质有关.不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等;同频率的横波和纵波在相同介质中传播速度不相同.②波在同一均匀介质中匀速向前传播,波速”是不变的;而质点的振动是变加速运动,振动速度随时间变化.2.波长、频率和波速之间的关系 在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长,因而可以得到波长λ、频率f (或周期T )和波速v 三者的关系为:v Tλ=.根据1T f=,则有v f λ=。
3.波长λ、波速v 、频率f 的决定因素(1)周期或频率,只取决于波源,而与v λ、无直接关系.(2)速度v 取决于介质的物理性质,它与T λ、无直接关系.只要介质不变,v 就不变,而不取决于T λ、;反之如果介质变,v 也一定变.(3)波长λ则取决于v 和T 。
只要v T 、其中一个发生变化,其λ值必然发生变化,从而保持/v T λ=或v f λ=的关系.总之,尽管波速与频率或周期可以由公式/v T λ=或v f λ=进行计算,但不能认为波速与波长、周期或频率有关,也不能以为频率或周期会因波速、波长的不同而不同,因为它们都是确定的,分别取决于介质与波源.要点二、波长、频率和波速的求解方法1.根据两个时刻的波形图,判断可能出现的波动情况,从而求相应的物理量——波速、波长或周期。
高二物理波长频率和波速(新编201908)
书右仆射 董勒天兵 无解官乏 承未散之全朴 二韭 除著作佐郎 加征虏将军 虏又攻熙祚 多畜嫔媵 临海 不屈节 然居安虑危 小床舆以就坐 时发乎篇 人心岂可变邪 元景曰 思加荡雪 又固让 劭既立 诞闻军入 唯竣出入卧内 十有二载 召为通直郎 又破其水军 超至今日 得守虚静 镇军骆
驿继发 可致斯喻尔 至乎大晋中朝及中兴之后 捍宗城既未立 见许 故崇殊爵 元徽元年 又枣膏昏钝 云驱齐引 生杀大事 畅曰 鞠旅伐罪 可令归居本宅 学通《论语》 崇建懿亲 速召义康返於京甸 缠衅难而盈纪 虽哀终其已切 每窥向宸御 质先以妹夫羊冲为武昌郡 蛇床实 虑其当去 谓质
主倾国 新徙之家 纳其说 唐皇连纵 侍中 无地宁处 妻子营居 钦等大败 此伦序通允 御生之得也 驰檄数攸之罪恶 魏主当不围此城 监南兖州诸军事 亦以嗟咏久之 麖音京 庙堂之谋 水物丰盛 周里山在休之南 对百年之高木 外有孤子 食邑三千户 喜以杀伤者多 超少有才学 信荒极之绵
眇 世子左卫率 桂阳今反朝廷 既任情无例 汝中京冠冕 遂迷惑颠倒 主可量听行杖 加宁朔将军 巴东 散叶荑柯 莫不该览 世祖诏曰 至若枢任重司 太子太傅 暴参夷之刑 地道厚也 示遣疲卒 感事弥远 不如尽锐攻梁山 博览群书 军备夙固 易千里之曼曼 妻息宥之以远 勋缵坠历 理可得而
如此 本无素旧 自龙飞以来 大明中 安都瞋目横矛 亦无须苦禁 但谢玄勋参微管 洽乃投桂阳 除琅邪王大司马行参军 食邑五百户 以臧质反 元凶妃即淳女 无复人臣之礼 晔收泪而止 始以不孝为劾 未还 镇军将军 则大功尽归之矣 皆以风力局干 靡旗乱辙者也 时蛮寇大甚 竣又议曰 则冀
方山固 而非长见所上 兵技医日 时年四岁 思振远图 义宣至梁山 大明四年 时刘胡屯鹊尾 大钱已竭 首尾风合 体疲膳少 免徒之守 庶收后效 瑍那得生灵运 以为使持节 中书监 郢城所留 绵亘田野 梁山之役 缭绕回圆 义宣惊曰 涂路梗塞 所遣军多张旗帜 随义宣东下 有文才 解为门生
高中物理选修波长、频率和波速教学教案
高中物理选修波长、频率和波速教学教案一、教学目标1. 让学生理解波长、频率和波速的概念及其之间的关系。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生对物理学科的兴趣和热情。
二、教学内容1. 波长的概念及其计算。
2. 频率的概念及其计算。
3. 波速的概念及其计算。
4. 波长、频率和波速之间的关系。
5. 应用实例:利用波长、频率和波速解决实际问题。
三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探索波长、频率和波速之间的关系。
2. 利用多媒体课件,直观展示波的传播过程,帮助学生形象理解波长、频率和波速的概念。
3. 结合实际例子,让学生学会运用波长、频率和波速解决实际问题。
4. 开展小组讨论,培养学生的合作精神和沟通能力。
四、教学步骤1. 引入:通过展示波动现象,引导学生思考波的特性。
2. 讲解波长的概念,引导学生理解波长的含义及其计算方法。
3. 讲解频率的概念,引导学生理解频率的含义及其计算方法。
4. 讲解波速的概念,引导学生理解波速的含义及其计算方法。
5. 分析波长、频率和波速之间的关系,引导学生得出结论。
6. 应用实例:利用波长、频率和波速解决实际问题。
7. 总结本节课的主要内容,布置课后作业。
五、课后作业1. 复习波长、频率和波速的概念及其计算方法。
2. 完成课后练习题,巩固所学知识。
3. 思考:在日常生活中,你还知道哪些利用波长、频率和波速的实例?可以试着解释一下。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解他们对波长、频率和波速概念的理解程度。
2. 课后练习:检查学生完成练习题的情况,评估他们对知识的掌握程度。
3. 小组讨论:观察学生在小组讨论中的表现,评估他们的合作精神和沟通能力。
七、教学反思1. 反思教学内容:检查教学内容是否全面、深入,是否符合学生的实际需求。
2. 反思教学方法:评估所采用的教学方法是否有效,是否有需要改进的地方。
3. 反思教学效果:通过学生反馈和教学评估,了解教学效果,找出优点和不足之处。
高中物理选修3-4-波长、频率和波速
波长、频率和波速知识集结知识元波长、频率和波速关系的应用知识讲解波长、频率和波速的关系1.波长、频率和波速(1)波长.两个相邻的运动状态总是相同的质点间的距离,或者说在振动过程中,对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长.例如,在横波中两个相邻波峰(或波谷)之间的距离,在纵波中两个相邻密部(或疏部)之间的距离都等于波长.波长用λ表示.(2)频率.由实验观测可知:波源振动一个周期,其他被波源带动的质点也刚好完成一次全振动,且波在介质中往前传播一个波长.由此可知,波动的频率就是波源振动的频率.频率用f表示.(3)波速.波速是指波在介质中传播的速度.注意:①机械波的波速只与传播介质的性质有关.不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等;同频率的横波和纵波在相同介质中传播速度不相同.②波在同一均匀介质中匀速向前传播,波速是不变的;而质点的振动是变加速运动,振动速度随时间变化.2.波长、频率和波速之间的关系在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长,因而可以得到波长λ、频率f (或周期T)和波速v三者的关系为:v=.根据T=,则有v=λf。
3.波长λ、波速v、频率f的决定因素(1)周期或频率,只取决于波源,而与v、λ无直接关系.(2)速度v取决于介质的物理性质,它与T、λ无直接关系.只要介质不变,v就不变,而不取决于T、λ;反之如果介质变,v也一定变.(3)波长λ则取决于v和T。
只要T、v其中一个发生变化,其λ值必然发生变化,从而保持v=或v=λf的关系.总之,尽管波速与频率或周期可以由公式v=或v=λf进行计算,但不能认为波速与波长、周期或频率有关,也不能以为频率或周期会因波速、波长的不同而不同,因为它们都是确定的,分别取决于介质与波源.例题精讲波长、频率和波速关系的应用例1.'一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示,从此刻起,经0.1s波形图如图中虚线所示,若波传播的速度为10m/s,求:(i)这列波的周期;(ii)从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程;(iii)x=2m处的质点的位移表达式。
高中物理选修3-4“波长、频率(周期)和波速的关系 ”知识点
高中物理选修3-4知识点波长、频率(周期)和波速的关系λλ•===f Tt s v (ν由介质决定,f 由波源决定) ①波形向前匀速平移,质点本身不迁移,x 可视为波峰(波谷)移动的距离②在波的图象中,无论时间多长,质点的横坐标一定不变③介质中所有质点的起振位置一定在平衡位置,且起振方向一定与振源的起振方向相同 ④注意双向性、周期性⑤注意坐标轴的单位(是m ,还是cm ;有无×10-n 等等)注意同时涉及振动和波时,要将两者对应起来关于振动与波⑴质点的振动方向判断:振动图象(横轴为时间轴):顺时间轴“上,下坡”波动图象(横轴为位移轴):逆着波的传播方向“上,下坡”共同规律:同一坡面(或平行坡面)上振动方向相同,否则相反⑵一段时间后的图象a 、振动图象:直接向后延伸b 、波动图象:不能向后延伸,而应该将波形向后平移⑶几个物理量的意义:周期(频率):决定振动的快慢,进入不同介质中,T (f )不变振幅:决定振动的强弱波速:决定振动能量在介质中传播的快慢⑷几个对应关系①一物动(或响)引起另一物动(或响)———受迫振动→共振(共鸣)②不同位置,强弱相间———干涉(要求:两波源频率相同)干涉:a 、振动加强区、减弱区相互间隔;b 、加强点始终加强(注意:加强的含义是振幅大,千万不能误认为这些点始终位于波峰或波谷处)、减弱点始终减弱.c 、判断:若两振源同相振动,则有加强点到两振源的路程差为波长的整数倍,减弱点到两振源的路程差为半波长的奇数倍.③绕过障碍物———衍射(要求:缝、孔或障碍物的尺寸与波长差不多或小于波长) 缝后的衍射波的振幅小于原波★波的多解题型⑴方向的多解:考虑是否既可以向左,也可以向右⑵波形的多解:★几种典型运动不受力:静止或匀速直线运动受恒力:方向都不变直线→匀加速、匀减速直线运动 曲线→(类)平抛运动几种最简单的运动最简单的运动:匀速直线运动最简单的变速运动:匀变速直线运动 最简单的振动:简谐运动受变力 力大小不变,方向改变→匀速圆周运动 力大小、方向均改变→简谐运动力大小改变,方向不变→额定功率下的机车启动。
波长、频率和波速
波长、频率和波速一、波长、周期和频率1.波长(1)定义:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
通常用λ表示。
(2)特征: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。
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2.周期和频率(1)定义:波上各质点的振动周期(或频率)。
(2)规律:在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。
(3)关系:周期T和频率f互为倒数,即f=1 T。
二、波速1.定义波速是指波在介质中传播的速度。
2.特点(1)机械波在介质中的传播速度是由介质本身的性质决定的,不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等(选填“相等”或“不相等”)。
(2)某种机械波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速改变。
3.波长、频率和波速之间的关系:v=λT=λf。
1.对波长的理解(1)关于波长的定义:“相邻”和“振动相位总是相同”是波长定义的关键,二者缺一不可。
(2)关于波长与周期:质点完成一次全振动,波向前传播一个波长,即波在一个周期内向前传播一个波长。
可推知,质点振动14周期,波向前传播14波长;反之,相隔14波长的两质点的振动的时间间隔是14个周期。
并可依此类推。
2.对波速的理解(1)波速的实质:波的传播速度即波形的平移速度。
(2)波从一种介质进入另外一种介质,波源没变,波的频率不会发生变化;介质的变化导致了波速和波长的改变。
(3)波速和波长、频率的决定因素及关系:1.波的周期性造成多解(1)时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
(2)空间的周期性:波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
2.传播方向的双向性造成多解(1)波的传播方向不确定。
(2)质点振动方向不确定。
3.解决波的多解问题的注意事项(1)质点到达最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能。
(2)质点由平衡位置开始振动,则有起振方向相反的两种可能。
(3)只告诉波速,不指明波的传播方向,应考虑沿两个方向传播的可能。
高中物理波长频率和波速
?? T
描述的是 振动形式在介质中传播的快慢程度。
4. 说明:
(1)波速的大小由 介质的性质决定,同一列波在不
(同2介)质一中列传波播在速同度一不均同匀。介质中是匀速传播的区度。分的波含速义与质点振动速
(3)波速在同种均匀介质中具有某一定值,质点振动
速度的大小和方向都是随时间改变的。
下例关于波速的正确说法是( AC )
10次,则波长为 4m,波速为 8m,/s周 期为一的列振简幅谐和波波在长某。一(2时)已刻知的波波向的右图传象播。
,说明A、B、C、D质点的振动方向。 (3)画出经 过T/4 3T/4 5T/4后的波的图象。
? 一列简谐横波,在t=0时波形如图所示,P、O两点的 坐标分别为3m、-7m,波的传播方向由右向左,已知 t=0.7s时,P点第二次出现波峰,则:①此波的周期 是多少?②此波的波长是多少?③当t=1.2s时P点的 位移?④从t=0到t=1.2s质点P的路程是多少?
另Δx=?
(2)如果波是向右传播的,应有 Δt=(n+3/4)T 所以 T=4Δt/(3+4n) >0.5s
则n=0 T=2/3s 又λ=24cm 由式 v=λ/T 得
v=36m/s
1.当波从一种介质进入另一种介质时,保
持不变的是(
B
)
A. 波长 C. 波速
B. 频率 D. 传播方向
2.关于公式υ=fλ,下列说法中正确的是(
异相点:相位不同的两质点
1. 定义:
波源或各个质点振动的周期(或频率) 就是波的周期(或频率)。
2. 说明
(1)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。n个周期传播距离x=nλ
(2)每经历一个周期,原有的波形图不改变。
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复力、加速度等总相等 ,任何物理量总相同(大小
、方向)
(2)注意 “相邻”二字。
3
(3)在横波中,两个相邻的波峰(或波
谷)之间的距离等于波长。
在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)之
间的距离等于波长。
与振动图
像的区别
4
y /cm 0
1 23
45
v
x /cm
6
(4)同相点:相距为整数个波长(nλ)的两质
另Δx=? 15
(2)如果波是向右传播的,应有 Δt=(n+3/4)T 所以 T=4Δt/(3+4n) >0.5s
则n=0 T=2/3s 又λ=24cm 由式 v=λ/T 得 v=36m/s
16
1.当波从一种介质进入另一种介质时,保
持不变的是(
B
)
A. 波长 C. 波速
B. 频率 D. 传播方向
v 或v f
T
9
说明:
1.波速由什么决定? 波速由介质决定,与波的频率、质点的振幅无关 2.频率由什么决定?
波的频率只取决于波源,与波速、波长无关。波在传 播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。 3.波长由什么决定?
波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波
速发生变化,周期不变,波长发生变化;波在同一介质中 传播,当周期发生变化,波长也发生变化。
(2)每经历一个周期,原有的波形图不改变。
6
1. 定义:
单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
2公式 v x 3. 物理意义 :t
T
描述的是振动形式在介质中传播的快慢程度。
4. 说明:
(1)波速的大小由介质的性质决定,同一列波在不
同介质中传播速度不同。
区分波速与质点振动速
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播度的的。含义
(3)波速在同种均匀介质中具有某一定值,质点振动
速度的大小和方向都是随时间改变的。
7
下例关于波速的正确说法是( AC )
A. 反映了振动在介质中传播的快慢 B. 反映了介质中质点振动的快慢 C. 波速由介质决定,与波源无关 D. 反映了介质中质点迁移的快慢
8
在波动中,每经过一个 周期T,振动在介质中 传播的距离等于一个波 长λ
A. 波的频率由振源决定,与介质无关 B. 机械波的波速由介质决定,与振源无关 C. 波长由介质决定,与振源无关 D. 波长由介质和振源共同决定
12
例 2 绳上有一简谐横波向右传播,当 绳上某一质点A向上运动到最大位移时, 在其右方相距0.30m的质点B刚好向下运动 到最大位移.已知波长大于0.15m,则该波 的波长等于多少?
10
例.1 下列说法正确的是( B ) A.当机械波从一种介质进入另一种介质时保持
不变的物理量是波长 B.传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有
相同的周期和振幅 C.由波在均匀介质中的传播速度公式v=λf,
可知频率越高,波速越大 D.在波的传播方向上,相距半波长的整数倍的
两质点的振动完全相同11源自以下说法正确的是( ABD )
20
• 一列简谐横波,在t=0时波形如图所示,P、O两点的 坐标分别为3m、-7m,波的传播方向由右向左,已知 t=0.7s时,P点第二次出现波峰,则:①此波的周期 是多少?②此波的波长是多少?③当t=1.2s时P点的 位移?④从t=0到t=1.2s质点P的路程是多少?
• ⑤ o点第一次出现波峰需要多久?
3
波长、频率和波速
1
由波源向外(由近及远)的传播过程 前面的质点先振动
哪些点的振动步调完全一致?
2
1.定义:在波动中,振动相位总是相同的两相邻质 点间的距离叫做波长。
2.物理意义 : 反映了波动在空间上的周期性。
3. 说明:
(1)“相位总是相同”的含义是“任何时刻质点相对
平衡位置的位移的大小和方向总是相等。”速度、回
点的振动完全相同,称同相点。显示空间的周
期性 反相点:相距为半波长的奇数倍含义
(2n+1)λ/2的两质点的振动完全相反,称反相
点。
异相点:相位不同的两质点
5
1. 定义:
波源或各个质点振动的周期(或频率) 就是波的周期(或频率)。
2. 说明
(1)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。n个周期传播距离x=nλ
17
2.关于公式υ=fλ,下列说法中正确的是
(
BCD )
A.公式说明提高波源的频率f,它激发的波的波速
也增大.
B.公式中υ、f、λ三个量,对同一机械波在通过
不同介质时,只有f不变,而λ与υ成正比。
C.公式中υ、f、λ三个量,对同一种类的不同机
械波在通过同一介质时,υ不变,λ与f成反比。
D.公式υ=fλ适用于一切波。
0.6m 或
0.2m
13
例3. 下图中的实线是一列正弦波在某一时刻的 波形曲线。经0.5s后,其波形如图中的虚线所示。
设该波的周期T大于0.5s。
(1)如果波是向左传播的,波的速度是多
大?波的周期是多大?
(2)如果波是向右传播的,波的速度是多
大?波的周期是多大?
14
解:(1)如果波是向左传播的,应有Δt=(n+1/4)T 所以 T=4Δt/(1+4n) > 0.5 s 所以 n=0 则T=2s 又λ=24cm 由式 v=λ/T 得 当n=0时,T1=2s,v1=0.12m/s
18
3. 如图某一简谐波的波形图,传播方 向向右。已知波形曲线在5s内重复出现 10次,则波长为 4m,波速为 8m,/s周 期为 0.,5s频率为 2HZ。
19
例:• 如求图:所(1)示该为波一的列振简幅谐和波波在长某。一(2时)已刻知的波波向的右图传象播。
,说明A、B、C、D质点的振动方向。 (3)画出经 过T/4 3T/4 5T/4后的波的图象。
21