应用“上下坡”法判断波传播方向

应用“上下坡”法判断波传播方向

陈凤华

秦皇岛市第五中学（066012）

在高二物理必修课本中，有一部分是机械波的教学内容。在习题练习中，总有一些题是让学生来判断横波的传播方向。例如1，如图（1）所示的一沿X 轴向左传播的横波在某一时刻的波形图，问该时刻的质点P 的振动方向如何？例2，如图（2）所示一列简谐波在某时刻的图象如图所示，若质点b 在此时刻向上运动，则波的传播方向如何？

这类题的解决方法很多。我们在多年的教学中，觉得以顺中溜的形式来做此类题，即简单，又易懂，首先强调，质点总是在自己的平衡位置附近振动我们解此类题，顺口溜只是一种类比。顺口溜的内容是这样的：“沿着波形向前看，波峰波谷紧相连，上坡质点往下跑，下坡质点向上钻。”前两句很通俗，对横波来说，沿X 轴学生很容易看懂波峰和波谷，精髓是“上坡向下，下坡向上”何为“上坡”“下坡”？看图（1），波向左传播，形似水波后浪推前浪，该时刻图线DC 段意为上坡，CB 段为下坡，BA 段为上坡。若波向右传播，该时刻图线AB 段为下坡，BC 段为上坡，CD 段为下坡。根据第一题的题意，横波向左传播，图中时刻质点P 处于“下坡”段，根据“下坡”质点向上钻，即“下坡向上”很容易判断P 点沿Y 轴正向运动。再看第二题，如图，该时刻质点b 向上运动，则质点b 所在图线为“下坡”段，根据“后浪推前浪”，则波沿X 轴正向传播。

可以看出，只要学生掌握“上坡向下，下坡向上”的结论，则在机械波有关质点振动情况，波的传播方向等一系列总是就迎刃而解。例如：如图（3）所示的一横波在某时刻的波形图。己知F 质点此刻的运动方向向下，则下列说法正确的是：

A ：此波向右传播

B ：质点H 和质点F 的振动方向相同

C ：质点C 比质点B 先回到平衡位置

此题用四句顺口溜判断很容易得出结论。质点F 向下振动，所在图线为：“上坡”段，根据类比波后浪推前浪，波应向左传播，所以A 是错误的。质点H 所在图线为“下坡”，所以H 质点C 正在最在位移处，所以质点C 比质点B 应先回到平衡位置。所以C 是正确的。可见，以顺口溜的形式记信“下坡”“上坡”的结论，对学生解决机械的这部分的一些习题效果很好。 A B P C

D

y/m

x/m a 图（3）

b c

图（1） 图（2）