高中物理选修-电磁波知识点总结

高中物理选修3-4电磁波知识点总结

第二章第一节机械波的形成和传播

1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.

(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播.

2.介质能够传播振动的物质.

3.机械波

(1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点

①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_.

③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.

④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移.

⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__.

1.波的分类

按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 .

2.横波

(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.

(2)标识性物理量

①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处)

②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处)

3.纵波

(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.

(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.

②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.

4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.

波动过程中介质中各质点的运动规律

（1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。

（2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。

（3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。

波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动；

(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.

概括起来就是“带动、重复、落后”.

已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向，反之亦然.

判断方法一：带动法

由波的形成原理可知，后振动的质点总是重复先振动质点的

运动，若已知波的传播方向而判断质点振动方向时，可在波

源一侧找与该质点距离较近的前一质点，如果前一质点在该

质点下方，则该质点将向下运动(力求重复前面质点的运

动)，否则该质点向上运动.

判断方法二：上下坡法

如图5所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，

如A 、D 、E ；“下坡”的质点向上振动，如B 、C 、F 、G 、H .

判断方法三：同侧法

如图6所示，波形图上表示传播方向和振动方向的箭头在

图像同侧.

第二节 波速与波长、频率的关系

1.波长

(1)定义： 沿波的传播方向，任意两个 相邻的同相振动(也称振动步调完全一致) 的质点之间的距离(包含 一个 “完整的波”)，叫做波的波长，常用λ表示. (2)横波中任意两个 相邻 的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长.纵波中任意两个 相邻 的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长.

2.振幅

(1)定义：在波动中，各质点离开平衡位置的 最大位移 ，即其振动的振幅，也称为 波的 振幅.

(2)波的振幅大小是波所传播 能量大小 的直接量度.

3.频率

(1)定义：波在传播过程中，介质中质点振动的频率都 相同 ，这个频率被称为波的频率.

(2)波的频率等于 波源 振动的频率，与介质的种类 无关 .

(3)频率与周期的关系：f ＝_1T __或f ·T ＝ 1 .

1.波速：机械波在 介质 中的传播速度.

(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

(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立

2.波速的决定因素：由 介质本身的性质决定.

3.波速、波长、周期(频率)的关系：v ＝_λ

T __或v ＝ λf . 4.波长、频率和波速的决定因素

(1)波速由介质决定，与波的频率、波长无关.

(2)周期和频率取决于 波源 ，而与v 、λ无直接关系.

(3)波长由 波速 和 频率 共同决定.波从一种介质传播到另一种介质，波的频率不变，由于波速的变化，波长也将随之变化.

(1)1和9、2和10、3和11……每两个点的振动是完全相同的，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期.

(2)1和9、2和10、3和11……每两个点到平衡位置的距离是相等

如图2所示为一列向右传播的机械波，当波源1开始振动一个周期时，质点9刚好要开始振动. 再过一个周期，波将传播到17质点

第三节

1.波形图

若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点的位置(x，y)，用平滑曲线将各点连接起来，就得到这一时刻横波的图像.波的图像有时也称为波形图，简称波形.

2.正弦波：波形图是正弦曲线的波，又称为正弦波.

3.图像的物理意义

直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的_位置

波的图像和振动图像的比较

一、波的图像的理解和应用

由波的图像可获取的信息

1.直接读出波长.若已知波速，可计算出周期、频率.或已知周期、频率可计算出波速.

2.直接读出该时刻各质点的位移，间接判断回复力、加速度情况.

3.介质中各质点的振幅.

4.已知波的传播方向，可知质点的振动方向；已知质点的振动方向，可知波的传播方向.

二、波的图像的画法

1.特殊点法

先找出两点(平衡位置、波峰或波谷等特殊点)并确定其运动方向，然后确定经