第1节波的形成和描述
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本节学习要求
• 1、通过观察绳上的波，知道直线上机械波的形成 过程。
• 2、知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么 是纵波，知道疏部和密部。
• 3、通过对波的传播过程分析，知道机械波向外传 播的是运动形成和能量。
• 4、理解波的图像的意义，掌握波的特征，能在简 谐波的图像中指出波长和振幅。
• 5、理解波长、频率和波速的物理意义及其定量关 系。
（１）机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机 械波 （２）机械波的产生条件：振源和介质 振源－－产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停 抖动就是振源
介质－－传播振动的媒质，如绳子、水。
二、机械波的形成过程
（１）介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可 以想象为用线串接在一起的小球。
地震波既有横波又有纵波，其中横波和纵波的传 播速度不同。
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。
五、波的图象
1、波的图象 在直角坐标系中： 横坐标－－表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。 纵坐标－－表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
在某一时刻连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形 成了波的图象，波的图象又叫波形图．简谐波的图象是一 条正弦或余弦曲线．
）
ห้องสมุดไป่ตู้
A、有机械振动就有机械波
B、波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
C、有机械波就一定有机械振动
D、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式
2、下列现象中说法正确的是（ B ）
A、在真空中，单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音 B、只要有机械波发出，一定能找到产生机械波的波源 C、某空间找不到机械波，在这一空间一定找不到波源 D、“一石激起千层浪”，把小石子扔进平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水 波
一、机械波的产生条件
１、使平静的水面振动，会看到水面上一圈圈起伏不平的波 纹逐渐向四周传播出去，形成水波。
２、用手捏住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波 向绳的另一端传播出去，形成绳波．
一、机械波的产生条件
以上两种波都可以叫做机械波，水波、绳波离不 开物质。当振动停止后我们看到了什么现象？传出去 的仍然在传播，以后水（绳）都静止不动了。
四、波的种类
按波的传播方向和波的振动方向可以将波分为两类：横波和 纵波。
１、横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直
波形特点:凸凹相间的波纹，叫起伏波． ２、纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上
波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波．
声波是纵波，其中：振源－－声带，介质－－空气、 液体、固体。
• 波的周期（或频率）等于波源的振动周期 （或频率）．
• 波的周期由波源决定，同一列波在不同介 质中传播时周期（或频率）保持不变．
• 每经历一个周期的时间，当前的波形图与 原有的波形图相同．
波速
• 单位时间内振动所传播的距离叫波速．它反映振动在介质中传播的 快慢程度.
• 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．
１、机械波是构成介质的无数质点的一种共同的运动形式； 各个质点不是同时起振，但每个质点的起振方向与振源起 振方向相同，离振源近的质点先起振。
２、当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近 往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只 是机械振动的形式；
３、波是传播能量的一种方式。
动画：机械波的分类
从某种意义上讲，波的图象可以看作是 “位移对空间的展开图”，即：
（１）波的图象具有空间的周期性;同时每 经过一个周期波就向前传播一个波长的距 离.
（２）虽然不同进刻波的形状不同,但每隔 一个周期又恢复原来的形状,所以波在时间 上也具有周期性.
六、课堂练习：
1、下列关于机械波和说法中正确的是（ BCD
3、关于波的下列叙述正确的是（ D
）
A、离波源越近的质点，其振动越滞后
B、波的传播过程中，介质中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
C、波源停止振动时，介质中的波立即停住
D、波的传播过程中，介质中的质点的振动是受迫振动
4、在机械波中，下列说法中错误的是（ D
）
A、各质点都在各自平衡位置附近振动
B、相邻质点间必有相互作用力
• 波速由介质决定，周期（或频率）由振源决 定．当一列波从一种介质进入另一种介质传 播时，周期（或频率）保持不变．但由于波 速的变化而导致波长的变化．
• 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．
• 波速的计算既可用 v 或v f
T
也可用 v s t
２、波的图象的物理意义 波的图象表示介质中各质点在某一时刻（同一时刻）
偏离平衡位置的位移的空间分布情况。
动画：横波的图象
波的特征
一、波长
• 在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大 小和方向）的两相邻质点间的距离叫做波的波 长．
对波长定义的理解：
➢“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相 等，方向相同”． ➢位移总是相等的两个质点速度也总是相等的．
（２）机械波的形成过程 由于相邻质点间力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就 会带动周围的质点振动起来，从面使振动向远处传播。
动画：横波的形成
思考题： １、机械波能离开媒质向外传播吗？
２、日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢 入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢？
三、对机械波概念的理解
C、前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，后一质点的振动必定落后
于前一质点
D、各质点也随波的传播而迁移
谢谢大家！
• 波在均匀介质中是匀速传播的，即，它向外传播的是振动的形式， 而不是将质点向外迁移．
• 波速与质点的振动速度不同，质点的振动是一种变加速运动，因此 质点的振动速度时刻在变．
三者关系：
v 或v f
T
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.
对三者关系的理解:
➢ 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．
➢ 在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距波 长整数倍的两质点振动步调总是相同的．
➢ 在波的传播方向上相距λ/2奇数倍的两质点（反 相质点）振动步调总是相反的．
周期和频率
• 波的周期（或频率）：波源振动的周期（ 或频率）就是波的周期（或频率）．
• 1、通过观察绳上的波，知道直线上机械波的形成 过程。
• 2、知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么 是纵波，知道疏部和密部。
• 3、通过对波的传播过程分析，知道机械波向外传 播的是运动形成和能量。
• 4、理解波的图像的意义，掌握波的特征，能在简 谐波的图像中指出波长和振幅。
• 5、理解波长、频率和波速的物理意义及其定量关 系。
（１）机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机 械波 （２）机械波的产生条件：振源和介质 振源－－产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停 抖动就是振源
介质－－传播振动的媒质，如绳子、水。
二、机械波的形成过程
（１）介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可 以想象为用线串接在一起的小球。
地震波既有横波又有纵波，其中横波和纵波的传 播速度不同。
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。
五、波的图象
1、波的图象 在直角坐标系中： 横坐标－－表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。 纵坐标－－表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
在某一时刻连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形 成了波的图象，波的图象又叫波形图．简谐波的图象是一 条正弦或余弦曲线．
）
ห้องสมุดไป่ตู้
A、有机械振动就有机械波
B、波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
C、有机械波就一定有机械振动
D、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式
2、下列现象中说法正确的是（ B ）
A、在真空中，单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音 B、只要有机械波发出，一定能找到产生机械波的波源 C、某空间找不到机械波，在这一空间一定找不到波源 D、“一石激起千层浪”，把小石子扔进平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水 波
一、机械波的产生条件
１、使平静的水面振动，会看到水面上一圈圈起伏不平的波 纹逐渐向四周传播出去，形成水波。
２、用手捏住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波 向绳的另一端传播出去，形成绳波．
一、机械波的产生条件
以上两种波都可以叫做机械波，水波、绳波离不 开物质。当振动停止后我们看到了什么现象？传出去 的仍然在传播，以后水（绳）都静止不动了。
四、波的种类
按波的传播方向和波的振动方向可以将波分为两类：横波和 纵波。
１、横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直
波形特点:凸凹相间的波纹，叫起伏波． ２、纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上
波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波．
声波是纵波，其中：振源－－声带，介质－－空气、 液体、固体。
• 波的周期（或频率）等于波源的振动周期 （或频率）．
• 波的周期由波源决定，同一列波在不同介 质中传播时周期（或频率）保持不变．
• 每经历一个周期的时间，当前的波形图与 原有的波形图相同．
波速
• 单位时间内振动所传播的距离叫波速．它反映振动在介质中传播的 快慢程度.
• 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．
１、机械波是构成介质的无数质点的一种共同的运动形式； 各个质点不是同时起振，但每个质点的起振方向与振源起 振方向相同，离振源近的质点先起振。
２、当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近 往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只 是机械振动的形式；
３、波是传播能量的一种方式。
动画：机械波的分类
从某种意义上讲，波的图象可以看作是 “位移对空间的展开图”，即：
（１）波的图象具有空间的周期性;同时每 经过一个周期波就向前传播一个波长的距 离.
（２）虽然不同进刻波的形状不同,但每隔 一个周期又恢复原来的形状,所以波在时间 上也具有周期性.
六、课堂练习：
1、下列关于机械波和说法中正确的是（ BCD
3、关于波的下列叙述正确的是（ D
）
A、离波源越近的质点，其振动越滞后
B、波的传播过程中，介质中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
C、波源停止振动时，介质中的波立即停住
D、波的传播过程中，介质中的质点的振动是受迫振动
4、在机械波中，下列说法中错误的是（ D
）
A、各质点都在各自平衡位置附近振动
B、相邻质点间必有相互作用力
• 波速由介质决定，周期（或频率）由振源决 定．当一列波从一种介质进入另一种介质传 播时，周期（或频率）保持不变．但由于波 速的变化而导致波长的变化．
• 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．
• 波速的计算既可用 v 或v f
T
也可用 v s t
２、波的图象的物理意义 波的图象表示介质中各质点在某一时刻（同一时刻）
偏离平衡位置的位移的空间分布情况。
动画：横波的图象
波的特征
一、波长
• 在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大 小和方向）的两相邻质点间的距离叫做波的波 长．
对波长定义的理解：
➢“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相 等，方向相同”． ➢位移总是相等的两个质点速度也总是相等的．
（２）机械波的形成过程 由于相邻质点间力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就 会带动周围的质点振动起来，从面使振动向远处传播。
动画：横波的形成
思考题： １、机械波能离开媒质向外传播吗？
２、日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢 入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢？
三、对机械波概念的理解
C、前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，后一质点的振动必定落后
于前一质点
D、各质点也随波的传播而迁移
谢谢大家！
• 波在均匀介质中是匀速传播的，即，它向外传播的是振动的形式， 而不是将质点向外迁移．
• 波速与质点的振动速度不同，质点的振动是一种变加速运动，因此 质点的振动速度时刻在变．
三者关系：
v 或v f
T
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.
对三者关系的理解:
➢ 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．
➢ 在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距波 长整数倍的两质点振动步调总是相同的．
➢ 在波的传播方向上相距λ/2奇数倍的两质点（反 相质点）振动步调总是相反的．
周期和频率
• 波的周期（或频率）：波源振动的周期（ 或频率）就是波的周期（或频率）．