第三节波的特性

合集下载

波的特性与波长的计算

波的特性与波长的计算在物理学中，波是一种能量传播的方式，它可以存在于不同的介质中，并具有一些特定的特性。

本文将重点讨论波的特性以及如何计算波长。

一、波的特性1. 波的定义波是由能量传递的振动或震动引起的扰动。

波可以分为机械波和电磁波两种类型。

2. 机械波机械波是需要介质作为传播媒介的波动。

其中，横波是振动方向垂直于波的传播方向的波动，例如水波；纵波是振动方向与波的传播方向平行的波动，例如声波。

3. 电磁波电磁波是不需要介质作为传播媒介的波动，可以在真空中传播。

它由电场和磁场交替变化形成，包括可见光、无线电波、微波等。

4. 波长波长是波的特性之一，它是指波的一周期所对应的长度。

通常用λ表示，单位是米。

波长和波速之间的关系可以用公式v = λf表示，其中v是波的速度，f是波的频率。

5. 频率频率是指波的周期性变化，即在单位时间内波的震动次数。

通常用f表示，单位是赫兹(Hz)。

二、波长的计算波长可以通过以下公式进行计算：λ = v / f其中，λ表示波长，v表示波的速度，f表示波的频率。

以声波为例，如果已知声速为340米/秒，频率为440赫兹，我们可以通过上述公式计算出波长：λ = 340 / 440 ≈ 0.773米同样地，对于其他类型的波，如电磁波，波速和频率的已知值可以通过实验或者其他方法获得，进而通过上述公式计算出波长。

三、实际应用1. 声音的传播声波的特性和波长的计算对于音乐、通信和声学领域都具有重要意义。

例如，在音乐制作中，通过调整频率和波长，可以产生不同的音调和音色。

2. 光的传播对于可见光和其他电磁波的传播，波长的计算可以用于研究光的衍射、干涉和反射等现象。

同时，通过调整波长，我们可以实现光的分光和光谱分析。

3. 通信技术在无线通信领域，波长的计算可以帮助我们设计和优化天线系统，以实现更好的信号传输和接收效果。

通过调整波长，可以选择合适的天线尺寸和配置。

总结：本文以波的特性和波长的计算为主题，介绍了波的定义、不同类型的波、波长的含义以及计算公式。

高中物理选择性必修一第3节波的反射、折射和衍射

第3节波的反射、折射和衍射核心素养物理观念科学思维1.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象。

2.了解波的衍射现象和衍射图样，知道波发生明显衍射现象的条件。

3.知道衍射是波特有的现象。

通过发波水槽实验探究水波发生明显衍射现象的条件。

知识点一波的反射、波的折射1.波的反射(1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。

(2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。

(3)波的反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。

如图所示。

2.波的折射(1)波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。

(2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。

[思考判断](1)波向前传播在两介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不会同时发生。

(×)(2)波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短。

(×)(3)波发生折射时波的频率不变，但波长、波速发生变化。

(√)反射波的波长、频率、波速与入射的相关量相同吗？提示反射波与入射波在同一介质中传播，介质决定波速，因此波速不变，波的频率是由波源决定的，因此，波的频率也不改变，由此我们可知波长也不改变。

即反射波的波长、频率、波速都跟入射波的相关量相同。

折射现象中，波长、波速、频率都变化吗？提示在波的折射现象中，波的频率不改变。

波速和波长都发生变化。

知识点二波的衍射[观图助学]1.定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。

2.实验现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝。

(2)现象：狭缝宽度比波长大得多，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生“阴影区”；在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小时，水波可以绕到挡板后面继续传播。

3.发生明显衍射现象的条件缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。

[思考判断](1)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。

高中物理第十二章机械波第3节波长、频率和波速解析版新人教版选修3_4

波长、频率和波速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 ＝1T。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。

(×)2．波速表示介质中质点振动的快慢。

(×)3．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。

(×)[释疑难·对点练]波长的确定(1)根据定义确定：①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长；②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。

(2)根据波的图象确定：①在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长；②在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长； ③在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。

[试身手]1．关于波长，下列说法正确的是( )A ．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B ．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C ．在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长D ．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析：选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A 正确；在一个完整波形上，只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长，故B 错误；速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍，所以C 错误；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍，故D 错误。

1．波速定义机械波在介质中传播的速度。

高中物理第三节-波长

第三节波长、频率和波速教学目标：（一）知识与技能1、理解波长、频率和波速的物理意义。

2、理解波长、频率和波速之间的关系。

（二）过程与方法1、能够在波的图象中找到波长。

2、学会运用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。

（三）情感、态度与价值观通过对波的多解性问题的讨论，使学生知道解决问题时要全面分析。

教学重点：理解波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系。

教学难点：学会用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。

教学方法:实验、讨论、讲解、练习教学用具：多媒体实物投影仪、自制投影片，CAI课件教学过程：（一）引入新课在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述。

同样，机械波及其传播过程，也需要一些物理量进行描述。

在上一节我们认识和理解波的图象的基础上，这节课，我们来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、频率和波速。

（二）新课教学1、波长用多媒体课件展示下列过程：注意：在制作课件时，把1和13做成相同颜色的，例如红色，把7做成另一种颜色的，为了能够使学生正确理解波长的概念，制作课件时，可多展示一些质点，例如可展示到形成二个或三个完整波形的所有质点。

下边我们以形成两个完整波形的质点进行说明：①分别观察质点1的起振方向如何？②当质点1振动41T ，2T ，43T ，T ，45T ，23T ，47T ，2T 时，质点1的振动形式传到了哪些质点？③仔细观察质点1和质点13、质点25的振动状态（包括速度的方向及位移），有什么关系？学生观察后，讨论总结，得到：①课件中质点1的起振方向向上； ②经过41T ，质点的振动形式传到了质点4，经2T 传到了质点7，经43T 传到了质点10，经T 传到了质点13；③质点1、13、25的速度方向及相对各自平衡位置的位移总是相等的。

教师：在波的传播过程中，有一些质点，在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向都是相等的。

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，叫做波长。

波长频率和波速

第三节波长、频率和波速知识归纳一、波的三要素1．波长λ：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长．波长等于振动在一个周期里在介质中传播的距离。

横波中波长等于两个相邻的波峰或波谷间的距离；纵波中波长等于两个相邻的密部或疏部中央间的距离。

2、频率：波的频率指单位时间内形成全波的个数，因振源作一次全振动时，在介质中正好形成一个完整的波形，所以波的频率就是振源振动的频率．3、波速：振动在介质中的传播速度．(匀速传播)二、波长、频率、波速间的关系l ．由于波速在数值上等于单位时间里传播的距离，也等于波长和频率的乘积，即f v λ= 2．波的频率由振源决定；波速取决于介质的性质．与频率无关，而波长受波速和频率的制约，即一列波在不同的介质中传播时，其频率是不变的，而波速是不同的，所以波长是不同的，它要由频率和波速来共同决定．学法建议一、求波速的几种情况1．给出波形图像和波中一个质点的振动图像可从振动图象读出振动周期的值。

这就是波的周期T ；再从波形图像读出波长λ；用T v λ=即可算出波速．2．已知波的传播方向上一个质点的位置坐标和经历时间，后此质点的振动状态如图10-14中，已知经2s 后b 点第—次达波峰，即a 点的振动传过2.5m 至b 点，所以波速s m s m t x v /25.1/25.2===。

3、已知t 时刻和t +Δt 时刻的波形图象由于波传播的双向性、周期性，根据已知的两个时刻波的图像，要确定波的传播距离、传播时间、波速、坡长、周期，如果没有其他限制，一般具有多解．且他们的通式为：传播距离：x n x n ∆+=λ（其中n = 0、1、2、3……）传播时间：t nT t n ∆+=（其中n = 0、1、2、3……）传播速度：t x T t nT x n t x v n n n ∆∆==∆+∆+==λλ （其中n = 0、1、2、3……）二、求已知振动状态的两个质点之间的波形为简单起见，这类问题一般可采用“镶嵌法”求解：首先画出一个完整的波形，在一个波长范围内将满足条件的质点在图中描出，即可知道两质点间的波形，再根据同相点的特性．求出其他的各种可能性。

波的特性波的传播和相互作用规律

波的特性波的传播和相互作用规律波的特性、波的传播和相互作用规律波是物质或能量在空间中传播的一种形式，它具有许多独特的特性和规律。

本文将从波的特性、波的传播和波的相互作用三个方面来探讨波的本质。

一、波的特性波具有以下几个重要的特性：1.频率和周期性波的频率指的是波动每秒钟完成的振动次数，单位是赫兹（Hz）；周期性则是指波动完成一个完整振动所需要的时间。

频率和周期性是波的基本特性之一，可以用来描述波的快慢和稳定性。

2.振幅和波长波的振幅是指波动的最大偏离原位置的距离，可以理解为波的强度。

波长则是波动一个完整周期所占据的空间距离。

振幅和波长都是描述波的大小和形状的重要参数。

3.传播速度波的传播速度是指波在介质中传播的速率，不同波的传播速度可能存在差异。

传播速度与介质的性质有关，例如光在真空中的传播速度约为每秒299,792,458米。

4.波的衍射和干涉波的衍射是指波经过障碍物后，在障碍物的边缘或孔洞中弯曲传播的现象。

波的干涉则是指两个或多个波在空间中叠加时形成的干涉图案。

这些现象揭示了波的波动性和传播特性。

5.波的偏振波的偏振是指波动方向的特性。

偏振可以是线性的，也可以是圆的或椭圆的，不同类型的波对应着不同的偏振特性。

二、波的传播波的传播是指波从一个地方传递到另一个地方的过程。

波的传播方式主要有以下几种：1.机械波的传播机械波是指需要介质来传播的波，例如水波、声波等。

机械波的传播需要介质中的粒子进行能量传递，所以只能在物质中传播。

2.电磁波的传播电磁波是指由电场和磁场相互作用而产生的波动。

电磁波可以在真空中传播，并且在不同介质中的传播速度可能有所差异。

3.横波和纵波的传播横波是指波动的方向垂直于波传播方向的波，例如光波；纵波则是指波动方向与波传播方向相同的波，例如声波。

横波和纵波的传播模式也是波的一种表现形式。

三、波的相互作用规律波的相互作用是指波与其他波或物体之间的相互影响。

波的相互作用规律主要包括以下几方面：1.叠加原理叠加原理是指当多个波同时存在于同一空间时，它们会按照波动的性质进行相互叠加。

自动控制原理3第三节典型环节的频率特性

自动控制原理3第三节典型环节的频率特性比例控制器是最简单的控制器之一，其传递函数为Gc(s)=Kp，其中Kp为比例增益。

在频域中，比例增益为常数，因此比例控制器的频率特性为水平直线，具有0dB增益，相位为0度。

这个直线表示比例控制器不引入相位延迟，对于低频信号和高频信号都具有相同的控制作用。

积分控制器是在比例控制器基础上加入一个积分环节，其传递函数为Gc(s)=Ki/s，其中Ki为积分增益。

在频域中，积分控制器的频率特性为垂直直线，增益随频率上升而线性减小，相位为-90度。

这个直线表示积分控制器对于低频信号具有较大的增益，对于高频信号逐渐减小增益，引入了相位延迟。

比例-积分控制器将比例控制器和积分控制器结合起来，其传递函数为Gc(s)=Kp+Ki/s。

在频域中，比例-积分控制器的频率特性综合了比例控制器和积分控制器的特性，具有一定的增益和相位延迟。

低通滤波器常用于传感器信号的处理，其传递函数为Gf(s)=1/(Ts+1)，其中T为滤波时间常数。

在频域中，低通滤波器的频率特性为从高频到低频逐渐衰减，相位逐渐增加。

这个特性表示低通滤波器对高频噪声有一定的抑制作用。

一阶惯性环节常用于建模物理系统的传递函数，其传递函数为Gp(s)=Kp/(Ts+1)，其中Kp为静态增益，T为时间常数。

在频域中，一阶惯性环节的频率特性为从低频到高频逐渐衰减，相位逐渐增加，类似于低通滤波器。

这个特性表示一阶惯性环节对高频信号的响应较弱。

综上所述，第三节典型环节的频率特性与控制器、传感器和执行器的性质有关。

比例控制器的频率特性为水平直线，积分控制器的频率特性为垂直直线，比例-积分控制器的频率特性综合了前两者的特性。

低通滤波器的频率特性对高频噪声有一定的抑制作用，一阶惯性环节的频率特性类似于低通滤波器，对高频信号的响应较弱。

掌握这些频率特性对于分析和设计自动控制系统的性能具有重要意义。

第二章声的世界第三节超声波与次声波

第三节超声波与次声波1．物理观念：了解超声次与次声波的特性及应用。

2．科学思维：通过观察、观看录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识。

3．科学探究：能够解答超声波测量距离的方法。

4．科学态度与责任：通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱。

重点：了解超声波与次声波的特性。

难点：了解超声波与次声波的应用。

趣味导入放一段超声波清洗机的视频，提问学生视频中的机器在做什么，它是如何工作的。

提出问题：为什么我们听不到清洗机发出的声音？这种声音有什么特别之处？教师引导：今天我们将一起探究一种特殊的声音——超声波，以及它的“兄弟”次声波。

它们虽然不在我们的听觉范围内，但却在各个领域发挥着重要作用。

任务一超声波1．概念：超声波是指频率高于20000Hz的声音，它超出了人类的听觉范围。

2．特性：超声波具有方向性好、穿透力强、易于获得较集中的声能等特点。

3．应用：(1)超声导航(声呐)。

(2)超声波诊断仪(B超)、金属探测仪。

(3)超声波清洗器、超声波碎石器。

教师总结：超声波因其独特的特性，在各个领域都有广泛的应用。

随着科技的发展，超声波的应用将会更加广泛。

任务二次声波1．概念：次声波是指频率低于20Hz的声音，它也超出了人类的听觉范围。

2．特点：(1)传得很远。

(2)很容易绕过阻碍物。

(3)而且无孔不入。

3．应用：次声波对人体危害很大，但通过接收异常次声波可以预测台风、地震、海啸等自然灾害。

教师总结与提醒：次声波虽然具有一些独特的特性，但在应用过程中也需要注意安全问题避免对人体和环境造成危害。

课堂小结：通过这节课的学习，了解了超声波和次声波的特性与应用。

第三节超声波与次声波超声⎩⎪⎨⎪⎧ 1.定义：频率大于20000Hz 的声音2.特性⎩⎪⎨⎪⎧ 方向性好：声呐、倒车雷达、测速声呐穿透性好：检查胎儿、金属探伤破碎能力强：清洁消毒、液体混合、液体雾化、体外碎石次声⎩⎪⎨⎪⎧ 1.定义：频率小于20Hz 的声音2.特点：破坏力极强3.危害：与人体形成共振对内脏产生压迫4.来源⎩⎪⎨⎪⎧ 自然灾害：地震、火山爆发、风暴、海啸人为因素：核弹爆炸、导弹发射、工程机械在讲授新课过程中注重了知识点的介绍和实验演示的结合，让学生能够直观感受超声波和次声波的存在和特点。

第三节波的图像

单个质点：受迫振动(简谐运动) 整体：匀速直线传播
例1 识别：下列四幅图中哪几幅表示振动图象？哪几幅表示波动图象？
振动图象和波的图象的相互转化问题
例2 如图，为一简谐波t=0时刻的波形图，此时A质点在波峰处,试画出介质中的A质点在此后一段时间内的振动图象。
Y/m A X/m
X/m
t/s
例3.一列简谐横波沿X轴正方向传播，图1是t=0时刻的波形图，图2是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象 (两图用同一时间起点)，则图2可能是图1中哪个质点的 B 振动图线：（） A．x=0处的质点 B．x=2m处的质点 C．x=4m处的质点 D．x=6m处的质点
二、由波的图象可直接得到的信息：
y/cm
A
O -A
a s
λ
a s s a
x/m
λ
1、介质中各质点的振幅A 2、可直接读出波长λ 3、在该时刻介质中各质点偏离平衡位置的位移
三、波的图象的特点:
1、在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，即不同时刻的波的图象(波形曲线)是不同的。
2、波的传播方向的双向性:
Y
位移
V
O
平衡位置
X
(1)特殊点法:
(2)平移法: 例:画出经Δt=T/4后的波的图象
经T/4波向前传播了Δ X=V·Δ t=λ /4的距离,将t时刻波形图沿波的传播方向平移Δ X=λ /4即可.
YΔ X=λ /4
V
O
X
若要画出Δ t=T/4前的波的图象,则要将t时刻波形图逆着波的传播方向平移Δ X= λ /4即可
• 例4 图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为4 cm，波速为l m／s，频率为2．5 Hz．在t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为0．2 m的Q点 ( BD ) A．在0．1 s时的位移为4 cm B．在0．1 s时速度最大 C．在0．1 s时速度向下 D．在0到0．1 s时间内的路程为4 cm 点拨解决波动问题一般都应先根据题画出波形图，然后再进行分析，这样就会使许多关系一目了然．

波的性质和声音传播

声音的传播速度
声音传播速度与介质有关，在固体中传播最快，其次是液体，最后是气体。
声音在真空中的传播速度是最快的，为343米/秒。
声音在不同介质中的传播速度不同，但都随着温度的升高而增大。
声音的传播速度还受到声源和接收器距离的影响，距离越远，传播速度越慢。
声音的传播介质
固体：声音通过固体传播时，速度较快，能够传递更多的信息
声波的应用
声音信号传输
声波在通信中的应用，如电话、广播和电视
声波在医学领域的应用，如超声波诊断和声波治疗
声波在军事领域的应用，如声呐和声音武器
声波在环境监测中的应用，如声音传感器和噪声控制
声音传感器
声波传感器是一种能够将声音信号转换为电信号的装置，广泛应用于声音检测、语音识别等领域。
波的性质和声音传播
汇报人：XX
波的性质声音传播声波的特性声波的应用声波的传播规律
波的性质
波动现象
波动现象的定义和分类波动的基本特性：振动、传播和干涉波动方程和波动速度波动在声学、电磁学等领域的应用
波的分类
机械波：由物体振动产生的，如声波、水波
电磁波：由电磁场变化产生，如无线电波、光波
声波的干涉和衍射
干涉：当两个或多个声波相遇时，它们会相互叠加，形成加强或减弱的现象，从而影响声波的传播。
衍射：声波遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播的现象，这是声波的波动性质所决定的。
衍射现象在日常生活中比较常见，比如我们常说的回声，就是声波在传播过程中遇到障碍物后返回形成的现象。
声波的传播规律
声波的反射和折射
声波遇到障碍物时会发生反射，反射波与入射波的传播，会发生折射，折射角与入射角和介质间的关系有关

第3节超声波在介质中的传播特性

瞬态空化，声强超过某一阈值，导致气泡振动剧烈。当声压为负时气泡迅速膨胀，然后声压变正时气泡猛烈收缩以至崩溃、破裂。
气泡的振动也会产生相应的谐波，且这种谐波比组织谐波强的多。
32
3. 反射增强声波在传播过程中会出现反射增强现象。由
于衰减，要对不同深度的回波信号进行不同的放大，目的是使同种均匀介质在不同深度回波信号的强度基本相同。图7-11。
状态。
rp

Z2 Z2

Z1 Z1
8
2.
声强反射系数rI
定义：反射声强与入射声强之比：rI
因为
p2 I
Z c

Ir Ii
Z
所以
I

pr2 Z1
pi2

pr pi
2

2 p
Z1
9
3. 全反射超声波的折射定律与光波的折射定律相同：
sini c1 sint c2
体软组织中，蛋白质成分的张驰过程是造成驰豫吸收的主要因素。
吸收与声波的频率关系甚大，介质对声波的吸收有影响。
24
2. 介质吸收衰减规律
强度的减少量-dI，根据实验： I0
dI
I
dI Idx
x0
x
dI Idx

dI I

dx
ln I x
I0 I ex I0
但在不同介质传播时，声波在液体介质中衰减较小，而在软组织中衰减较大，而每一束声波放大处理相同。当使软组织反射信号均匀一致，则液体介质中传播的声波回波信号强度比入射波信号强度还大，从而形成反射增强。
33
五、声束通过介质薄层的特征

多次波特点分析

2 2 0
动校正：
同一道 t 0 t ，校正量不断的变化。
倾斜界面：
t t t 0 m

2 h0 v
1 v
x2 2 v 2t 0
t 0m
4h x cos
2 0 2 2
t
t
2 h0 v
1
x 2 cos2 4 h02
2 4 h0 1 2
t t om (1
③等效界面的倾角 2 全程二次反射波的等效界面的倾角是一次反射界面倾角的2倍。称倾角标志。由全程二次反射波时距曲线方程推广到全程 m次反射波时距曲线方程。
tm
1 v
x 4hx
2
sin 2 m sin
2
4h
2 sin 2 m sin 2
等效界面深度： hm
L7 L8
即 O B S 是R 界面上从Ｏ到Ｓ的一次反射波。
2）等效界面上一次反射波时距曲线方程
t
1 v
2 4h x sin x 4h
2
3）找出与 , h与 h 关系
已知： 2
sin
h oo

h sin

h sin
2
2 0
X ：跑检距 h0：共反射点M处界面的法线深度 v ：波速
水平界面：
共反射点时距曲线方程与共炮点反射波时距曲线方程在形式上是一样的。
物理意义差别： 1）共反射点时距曲线只反映界面上一个点 R的情况。共炮点时距曲线反映的是一段反
射界面的情况。
2）共炮点时距曲线t0时间反映激发点处反射波的垂直反射时间。共反射点时距曲线t0 代表共中心点M处的垂直反射时间。

第三章第3节波的反射、折射和衍射

生折射。
二、波的折射波的折射：波从一种介质进
入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。
☆折射线：代表波的折射方向的一条射线。
垂直交界面入射时，传播方向不变。入射波与折射波在两种不同的介质中传播，波速会发生变化。波的频率由波源决定，频率不变。由公式 λ＝vf ，可知波长发生变化。一切波都会发生折射现象。
[变式训练1] 一列声波在第一种均匀介质中的波长为 λ1，在第二种均匀介质中的波长为 λ2，若 λ1＝2λ2，则该声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为( )
A．2∶1 1∶1 B．1∶2 1∶4 C．1∶1 2∶1 D．1∶1 1∶2
答案 C
解析波的频率只由波源决定，故同一列波在不同介质中传播时，波的频率是一定的，故频率之比为 1∶1。由 v＝fλ，可推得 v1∶v2＝λ1∶λ2＝2∶1， C 正确。
[规范解答]
由公式
v＝Tλ 得，周期为
1 20
s
的声波的波长
λ1＝vT＝
340×210 m＝17 m，
由公式 v＝λf 得，频率为 1×104 Hz 的声波的波长
λ2＝vf ＝1×341004 m＝0.034 m。
因为障碍物的尺寸为 13 m，所以周期为210 s 的声波的衍射现象较明显。
5. (波的衍射)如图所示，P 为桥墩，A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源 S 连续振动，形成水波，此时叶片 A 静止不动。为使水波能带动叶片振动，可采用的方法是( )
解析 (1)声波在空气中传播时，由 v＝λf 得： f＝vλ11＝304.20 Hz＝1700 Hz。由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为 1700 Hz。 (2)由 v＝λf 得，声波在介质Ⅱ中的传播速度为 v2＝λ2f＝0.6×1700 m/s＝1020 m/s。 (3)声波经2t ＝0.2 s 传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度 h＝v2·2t ＝1020×0.2 m ＝204 m。

第七章第三节波的干涉和衍射多普勒效应

3．关于衍射的两点说明 (1)衍射始终存在,只是有的衍射明显，有的衍射不明显． (2)衍射和干涉都是波的特有现象，一切波都能发生___________. 干涉和衍射
三、声波、次声波和超声波 1．声波:声源的振动在_______的传介质中播.声波是纵波，是机械波的一种． 2．声速：声波在空气中的传播速度约介质为_______.声速与______有关,与 340m/s 频率 _____无关．
项错误，B项正确；当波长一定时，只有使缝的尺寸与波长差不多或者比
波长更小，故C项错误，D项正确．【答案】 BD 只有孔的尺寸或障碍
【规律总结】
物大小跟波长相差不多或者比波长小, 衍射现象才明显，在实际中可以改变孔的大小或波长来实现这一条件．
多普勒效应
例4
根据多普勒效应，下列说法中正
确的有(
C正确；设想如果人绕波源做圆
周运动，那么，观察者接收到的频率和波源发出的频率相同，D不正确．【答案】 BC
知能演练强化闯关
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
解析：选BD.图示时刻点A、B、D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A＝ 4cm，A、D间高度差为零；图示时刻点C在水面,根据上下坡法，点C由水面向上运动;图示时刻E、F振动减弱,位移为零，到两波源的路程差为半
波长的奇数倍；波长为0.4 m，周期
为0.4 s，经过时间Δt＝0.1 s＝0.25T，两列波的平衡位置传到A点，则位移为零．
波的叠加
例1
(2011· 高考上海卷)两列简谐波
沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波
形如图7－3－2所示．当t＝2.5 s时， M点的位移为________cm，N点的位移为________cm.

高二物理波的第三节知识点

高二物理波的第三节知识点波是自然界中常见的一种现象，它具有广泛的应用价值和科学研究意义。

在高二物理课程中，波的学习也非常重要。

本文将介绍高二物理波的第三节知识点，包括驻波和多普勒效应。

一、驻波驻波是指波动过程中波节和波腹不再移动，但波形仍保持不变的一种波动形式。

它由两个同频率、振幅相等、传播方向相反的波叠加而成。

驻波的形成需要满足以下条件：1. 束缚边界条件：波在两个固定边界之间传播，例如一根绷紧的绳子的两端固定。

2. 叠加条件：来自于两个方向的波相遇并叠加。

3. 相干条件：来自于两个方向的波具有同样的频率、振幅、传播速度。

驻波的特点是节点和腹部的存在。

节点是波的幅度始终为零的位置，腹部则是波的幅度最大的位置。

在驻波中，节点和腹部呈交替排列。

我们可以通过给定的边界条件和波动方程进行计算，找到驻波的节点和腹部位置。

二、多普勒效应多普勒效应是指当观察者和发射源之间相对运动时，对于波的频率和波长的影响。

多普勒效应在实际生活中有许多应用，例如超声波检测、雷达测速等。

多普勒效应有两种情形，分别是声波的多普勒效应和光波的多普勒效应。

下面以声波的多普勒效应为例进行讲解。

当发射源和观察者相对静止时，声波的频率和波长不发生变化。

但当观察者向发射源靠近运动时，波的频率会发生增加，波长会发生减小。

反之，当观察者远离发射源运动时，波的频率会减小，波长会增加。

多普勒效应的计算公式可以表示为：f' = (v±v₀) / (v∓vₛ) * f其中，f' 是接收到的频率，v 是声速，v₀是观察者的速度，vₛ 是发射源的速度，f 是发射源的频率。

通过利用多普勒效应的计算公式，我们可以计算出观察者接收到的频率，从而得出观察者和发射源之间的相对运动速度。

总结：高二物理波的第三节知识点主要包括驻波和多普勒效应。

驻波是指波动过程中波节和波腹不再移动的一种波动形式，其特点是节点和腹部的交替存在。

多普勒效应是指观察者和发射源之间相对运动对于波的频率和波长的影响。

波的特性和波的传播方向

波的特性和波的传播方向波是一种在空间中传播的能量传递方式，广泛存在于自然界和人类生活中。

了解波的特性和传播方向对于我们理解自然现象和应用中的波动非常重要。

本文将从波的特性和波的传播方向两个方面进行探讨。

一、波的特性波具有以下几个基本特性：1. 振幅（Amplitude）：指波峰或波谷到波的平衡位置（即无振动时的位置）的最大距离。

振幅决定了波的能量大小。

2. 波长（Wavelength）：指波的连续波峰之间的距离。

波长与波的频率有关，通常用λ表示。

波长越长，波的频率越低。

3. 频率（Frequency）：指在单位时间内波峰通过某一点的次数。

频率与波长成反比关系，通常用f表示。

频率越高，波的波长越短。

4. 周期（Period）：指波峰通过某一点所需的时间。

周期T与频率f 成反比关系，即T = 1/f。

周期和频率是描述波动速度的重要参数。

二、波的传播方向波的传播方向取决于介质类型和波的性质。

以下是常见波的传播方向的几种情况：1. 横波（Transverse Wave）：波动垂直于波的传播方向。

横波的传播类似于水波中垂直于波浪前进方向的浪峰。

典型的横波包括电磁波、水波和绳上的波动。

2. 纵波（Longitudinal Wave）：波动沿波的传播方向。

纵波的传播类似于弹簧中的压缩波。

声波是一种常见的纵波，通过介质的压缩和稀疏产生。

3. 表面波（Surface Wave）：波沿介质表面传播，同时具有横波和纵波的特性。

地震波是一种典型的表面波，它在地球表面传播，摇摆地表水平和垂直。

需要注意的是，波的传播方向并非固定不变的，它可能会因为不同条件的影响而发生改变。

例如，当光线从一种介质到另一种介质时，其传播方向会发生折射。

结论波的特性和传播方向是研究波动的基本概念。

通过了解波的振幅、波长、频率和周期，我们可以对波的能量和速度有更深入的理解。

而通过了解波的传播方向，我们可以预测波动在不同介质中的行为。

在日常生活和科学研究中，准确理解和应用波的特性和传播方向对于解决问题和发展技术至关重要。

地球物理勘探(王永刚)04 第三节变速多界面的反射波特征及数学表达式.ppt

地球物理勘探
地球物理系王永刚
课程内容
• 第1章绪论 • 第2章地震波运动学理论 • 第3章地震资料采集方法与技术 • 第4章地震波速度 • 第5章地震资料解释的理论基础 • 第6章地震资料构造解释
第2章地震波运动学理论
• 第一节几何地震学基本概念 • 第二节常速单界面的反射波路径及
பைடு நூலகம்
t 时距曲线
震波传播的总时间t，以及
相应的接收点离开激发点
O
x
距离x，计算出{t,x}值后，
α V1，h1
则可具体画出R2界面反射
A
β
β
波时距曲线了。
V2，h2
B
x
C
R1
R2
第三节变速多界面的反射波路径及数学表达式
为此，假设波从震源O出发，透过界面R1，其传播方向
必然满足透射定律，即： sin sin P
V1
V2
式中α是波在R1界面上的入射角，β是波在R2界面上的入射角，P是这条反射线参数。该射线在B点形成反射。由
于界面水平，反射路程与入射路程是对称的。接收点C
到激发点O的距离x为：
x 2(h1tg h2tg )
波的旅行时间t为：
O
x
α
V1，h1 A
β
β
V2，h2 B
x
C
R1
R2
t 2(OA AB ) 2( h1 h2 )
第三节变速多界面的反射波路径及数学表达式
一般说来，地震波在地层中的传播速度是随深度增加的，埋藏越深的地层，波速越高。
目前，地震勘探中通常认为速度是随深度成线性增加的，即速度随深度Z的变化规律可表示为：
V (Z ) V0 Z V (Z ) V0 (1 Z )