高考复习25机械波和电磁波
高考复习25机械波和电磁波
考纲要求：
● 波、横波和纵波、波长、频率和波速的关系、超声波及其应用一I 级 ● 电磁场、电磁波、电磁波的周期、频率和波速、电视、雷达…I 级
知识达标
1. 在 中传播，就形成了机械波，因此，机械波产生的条件是有 和 .
2.质点 方向跟 方向垂直，如此的波叫做横波
3.质点 方向跟 方向平行，如此的波叫做纵波
4．两个相邻的、在振动过程中 总是 的质点间的距离的做波长；波长、波速和频率的关系是
5．波速由 决定；机械波的频率由 决定
6．超声波有两个特点，一个是 ，一个是
7．变化的 产生电场，变化的 产生磁场
8．电磁场由近及远传播形成了 ．电磁波是否依靠介质传播? 注意：机械波是 这种运动形式的传播，它也能够传递 和 但介质本身可不能沿着波的传播方向
经典题型
1．关于机械振动和机械波以下表达正确的选项是：
A ．有机械振动必有机械波
B ．有机械波必有机械振动
C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移
D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并可不能赶忙停止
2．波长指的是：
A ．在一个周期内波振动在介质中传播的距离
B ．横波中两个波峰之间的距离
C ．横波中一个波峰和相邻的一个波谷之间距离的两倍
D ．在波的传播方向上，两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离
3．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是：
A ．波速
B ．波长
C ．频率 D.振幅
4.一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如下图，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，现在质点A 沿y 轴正方向运动，再通过0.02s 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 Hz
C ．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
5．如下图，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的 振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分不为：
A ．A=O.4 m λ=1m 向上
B ．A=1 m λ=0.4m 向下
C ．A=O.4 m λ=2m 向下
D ．A=2 m λ=3m 向上
-
6．一列波正沿x 轴正方向传播，波长为λ，振幅为A ，波速为v ．某时刻波形如右图所示，通过v t 45λ=时，下面讲法正确的选项是： A ．波前进了5 λ／4
B ．质点P 完成了5／4次全振动
C ．质点P 现在正向y 轴负方向运动
D ．质点P 运动的路程为5A
7．依照麦克斯韦电磁场理论，如下讲法正确的选项是：
A ．变化的电场一定产生变化的磁场
B ．平均变化的电场一定产生平均变化的磁场
C ．稳固的电场一定产生稳固的磁场
D ．周期性变化的电场一定产生周期性变化的磁场
8．以下有关在真空中传播的电磁波的讲法正确的选项是：
A ．频率越大，传播的速度越大
B ．频率不同，传播的速度相同
C ．频率越大，其波长越大
D ．频率不同，传播速度也不同
9．一列横波向右传播，在传播方向上，有相距3 m 的a 、b 两点．当a 点到达波峰时,右侧b 点恰通过平稳位置向下运动，．那么这列波的波长为多少?
lO ．一列沿x 轴传播的简谐横波，其周期为T ，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t=0.02s 的波形图如图中的虚线所示．求： (1)假设t 小于T ，那么此列波的波速为多大． (2)假设t 大于T ，那么此列波的波速为多大．
知识达标：
1．机械振动、介质、振源、介质 2．振动、波传播 3.振动波传播 4．位移、相等、v=λf 5．介质、振源 6．能量大、沿直线传播 7．磁场 电场 8．电磁波、不需要 、注意：机械振动、能量、信息、移动
经典题型：
1．BcD 2．AcD 3．c 4．AcD 5．c 6．ABc 7．D 8．B
9．λ=12／(4n+3)(n=0，1，2，) 1O ．(1)v=2.5m ／s (向左) v=7.5m ／s (向右)
(2)V=(10n+2.5)m ／s (向左)：V=(10n+7.5)m ／s (向右) (n=0，l ，2，)
x /m y 0 0.5 1.0 1.5 2.0
正确理解机械振动和机械波
正确理解机械振动和机械波 机械振动是一种周期性运动,它在介质中的传播形成机械波.振动与波动的关系是,沿波的传播方向,先振动的质点带动后振动的质点,后振动的质点重复、落后于先振动的质点,从而将振动这种运动形式由近及远地传播开来形成波。本文将浅谈机械振动和机械波，从而正确理解二者及其关系。 机械振动，也简称为振动，物理学上是这样给它定义的：物体在平衡位置附近做往复运动的运动。在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。以下我就举些例子来加以说明机械振动具体得在哪些产品中运用到了。 先说说筛分设备，筛分设备是机械振动在现实生活中运用的最多的产品。比如热矿筛、旋振筛、脱水筛等各种各样的筛分设备。顾名思义，筛分设备就是运用振动的知识和筛分部件将不同大小不同类型的物品区分开来，以减少劳动力和提到生产效率。例如：热矿筛采用带偏心块的双轴激振器，双轴振动器两根轴上的偏心块由两台电动机分别带动做反向自同步旋转，使筛箱产生直线振动，筛体沿直线方向作周期性往复运动，从而达到筛分目的。又如南方用的小型水稻落谷机，机箱里有一块筛网，由发动机带动连杆做往复运动，当水稻连同稻草落入筛网的时候，不停的振动会让稻谷通过筛网落入机箱存谷槽，以实现稻谷与稻草的分离，减少人力资源，提高了农业效率。 输送设备运用到机械振动也是很多的。比如：螺旋输送机、往复式给料机、振动输送机、买刮板输送机等输送设备。输送设备就是将物体从一个地方通过输送管道输送到另一个地方的设备，以节约人力资源，提高生产效率。例如：广泛用于冶金、煤炭、建材、化工等行业中粉末状及颗粒状物料输送的振动输送机，采用电动机作为优质动源，使物料被抛起的同时通过输送管道做向前运动，达到输送的目的。 给料设备在某种程度上与输送设备有共同之处，例如：振动给料机、单管螺旋喂料机、振动料斗等设备。就拿振动料斗来说吧，振动料斗是一种新型给料设备，安装在各种料仓下部，通过振动使物料活化，能够有效消除物料的起拱，堵塞和粘仓现象，解决料仓排料难的问题。总而言之，机械振动在现实生活生产中的应用是多种多样的，有的是直接应用，有的是间接应用。总之，科学的力量是强大的，只有把科学转变为科技才能造化人类，造福社会。 众所周知, 机械波在传播机械振动这种运动形式的同时也伴随着振动能量的传递。那么，机械波的能量是怎样分布和变化的，又是如何传递的呢?接下来将对机械波一些简要的分析。 1、机械波能量在空间上的分布 机械波在传播过程中，某时刻介质中某处质点的动能决定于该处质点的振动速度的大小，而势能决定于该处介质的形变(这种形变叫胁变)的大小 2、机械波能量随时间的变化 我们知道，弹簧振子和单摆做自由的谐振动时，只有振动系统内部的动能和势能的转化，而系统的总能量是守恒的。这表明振动系统不与外界交换能量，通过振动不断地从前一质 点吸收能量而又不断地向后一质点释放能量，从而把振动的能量传播出去。 3、机械波能量传递的本质 能量的传递必须通过做功过程而实现，机械波的能量传递也不例外。 综上所述，机械波在传播过程中，每一时刻介质中各处的能量(严格来说是能量密度)在波的传播方向上呈现周期性的分布，是不均匀的，而每一质点的能量也是随时间周期性变化的，
电磁波实验报告
电磁场与微波技术 实验报告 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验一线驻波比波长频率的测量 一、实验目的 1、熟练认识和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。 2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。 3、掌握用交叉读数法测波导波长的过程。 二、实验用微波元件及设备简介 1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为α＝22.86mm，b＝10．16mm。其主模频率范围为8．20～12．50GHz，截止频率为6．557GHz。2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图1)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。 3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图2)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。 图 1 隔离器结构示意图图2 衰减其结构示意图 4．谐振式频率计（波长表）： 图3 a 谐振式频率计结构原理图一图3 b 谐振式频率计结构原理图二 1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构 2. 耦合孔 2. 可调短路活塞 3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔 4. 可调短路活塞 4. 耦合孔 5. 计数器 5. 矩形波导 6. 刻度 7. 刻度套筒 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率
满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图3a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图3b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图3a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图3b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。 5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。 7．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。 8．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。 三、实验内容及过程 1.微波信号源的调整： 频率表在点频工作下，显示等幅波工作频率，在扫频工作下显示扫频工作频率，在教学下，此表黑屏。电压表显示体效应管的工作电压，常态时为12.0 0.5V，教学工作下可通过“电压调节钮”来调节。电流表显示体效应管的工作电流，正常情况小于500毫安。 2.测量线探针的调谐： 我们使用的是不调谐的探头，所以在使用中不必调谐，只是通过探头座锁紧螺钉可以将不调谐探头活动2mm。 3.用波长计测频率： (1)在测量线终端接上全匹配负载。 (2)仔细微旋波长计的千分尺，边旋边观测指示器读数。由于波长计的q值非常 高，谐振曲线非常尖锐，千分尺上0.01mm的变化都可能导致失谐与谐振两种状态之间切换，因此，一定慢慢地仔细微旋千分尺。记下指示器读数为最小时（注意：如果检流指示器出现反向指示，按下其底部的按钮，读数即可）的千分尺读数并使波长计失谐。 (3)由读得的千分尺刻度可在该波长计的波长表频率刻度对照表上读得信号源的工作频率。 4.交叉读数法测量波导波长： (1)检查系统连接的平稳，工作方式选择为方波调制，使信号源工作于最佳状态。 (2)用直读式频率计测量信号频率，并配合信号源上的频率调谐旋钮调整信号源的工作频率，使信号源的工作频率为9370MHz。
高三物理必修三下册《机械波》知识点讲解
高三物理必修三下册《机械波》知识点讲解高三物理必修三下册《机械波》知识点讲解 机械振动在介质中的传播称为机械波（mechanicalwave）。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波（例如光波）可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质，有机械振动但不一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。
传播方式与特点 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下（左右）的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动，理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波（右下图）为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进[1]。 由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简谐振动（可以是上下，也可以是左右），机械波可以看成是一种运动形式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。 对质点运动方向的判定有很多方法，比如对比前一个质点的运动；还可以用上坡下，下坡上进行判定，即沿着波的传播方向，向上远离平衡位置的质点向下运动，向下远离平衡位置的质点向上运动。 机械波传播的本质
机械波的产生(教案)
D、机械波的产生 一、教学任务分析 本节课是上海市二期课改高一年级物理教材第四章《周期运动》的第D节内容，《D机械波的产生》是在学习了《C机械振动》之后，对振动的群体性现象进行的更为深入的探究。 机械波是机械运动中比较复杂的运动形式，属于周期性运动，广泛地涉及物理学的诸多领域。 本节课的内容重在要求学生能够了解波的产生条件和传播过程中的特点，为下节课《E 机械波的描述》打下基础，同时也为高二电学中的电磁波等后续知识的学习做准备。 学习本节内容需要的知识有：运动学相关知识、动力学相关知识、机械振动、周期运动等。 从生活中的有关机械波的例子入手，本节课逐步引导学生构建起有关机械波的理性认识，建立有关“机械波”、“机械波的传播”、“机械波的特点”等概念。 以教师的演示实验逐步引导学生探究机械波的形成条件、机械波的传播特点，分析得到有关机械波的相关知识。 本设计强调学生在学习过程中深化对机械波的理性认识，通过对简单实际问题的分析与研究，知道机械波在实际生活中的应用，从而自觉联系生活，有意识地思考生活中的一些物理现象。 本节课属于基础性课程范畴，计划安排1课时。 本节课的教学对象是南洋模范中学（上海市实验性、示范性高级中学）高一普通班的学生。 通过前面的学习，学生已经具备了相关的运动学和动力学的基本知识，并认识了质点振动的特点和规律，但对于机械波的认识依旧停留在对日常生活现象观察的感性层面，并未形成理性层面的、较为系统的认知网络，因此本节课通过引导学生观察实验、分析机械波的成因以及动态传播过程特征，进一步提高学生观察、实验、抽象思维、推理和综合分析问题的能力。 二、教学目标： 1、知识与技能： （1）知道机械波的形成过程。 （2）能绘制横波在不同时刻的波形图。 （3）知道横波。 （4）理解机械波产生和传播的条件。 2、过程与方法： （1）通过对日常生活中有关波动现象的观察、分析、总结、提炼物理现象的特点，体会物理概念形成的过程，感受科学探究的乐趣。 （2）通过演示实验来探究物理现象的规律。 3、情感态度价值观： （1）通过“生活→物理→生活”的学习过程，感受科学探究的趣味性与实用性。 （2）培养学生通过辨证的观点探究物理过程及其规律。 （3）塑造学生唯物主义的世界观和方法论。 三、教学重点难点：
北邮电磁场与电磁波实验报告
信息与通信工程学院 电磁场与电磁波实验报告 题目：校园信号场强特性的研究 姓名班级学号序号薛钦予2011210496 201121049621
一、实验目的 1.掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法； 2.研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3.掌握在室内环境下场强的正确测量方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4.通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5.研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 二、实验原理 1、电磁波的传播方式 无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接受者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接受信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗，天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落，接收机高度，人体效应，接收机灵敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰等。 电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时，产生散射。散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。 2、尺度路径损耗 在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。大尺度平均路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的（dB）差值，根据理论和测试的传播模型，无论室内或室外信道，平均接受信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛的使用。对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为： ()[]()() =+（式1） 010log/0 PL d dB PL d n d d 即平均接收功率为： ()[][]()()()[]() =--=- Pr010log/0Pr010log/0 d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d d （式2）其中，定义n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度，d0为近地参考距离，d为发射机与接收机之间的距离。公式中的横杠表示给定值d的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对数－对数时，平均路径损耗或平均接收功率可以表示为斜率10ndB /10 倍程的直线。n依赖于特定的传播环境，例如在自由空间，n为2；当有阻挡物时，n比2大。
机械波和电磁波习题解答
第十六章 机械波和电磁波 一 选择题 1. 当一平面简谐波通过两种不同的均匀介质时，不会改变的物理量是：（ ） A. 波长和频率 B. 波速和频率 C. 波长和波速 D. 频率和周期 解： 答案选D 2. 已知一平面简谐波方程为y = A cos ( a t -b x )，( a , b 为正值)，则： （ ） A. 波的频率为a B. 波的传播速度为b / a C. 波长为π/ b D. 波的周期为2π/ a 解： 答案选D 3. 如图所示，一平面简谐波沿x 轴正向传播，坐标原点O 的振动规律为y = A cos (ωt + ?0 )，则B 点的振动方程为：（ ） A. y = A cos [ωt - ( x / u ) + ?0 ] B. y = A cos ω[ t + ( x / u ) ] C. y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0} D. y = A cos {ω[ t + ( x / u ) ] +?0} 解：任意点B 处的振动方程就是沿x 轴正向传播的波动方程y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0}。 所以答案选C 。 4. 一列沿x 轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s ，波长为2m 。则在原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为（ ） A .0.5s B. 1s C. 2 D. 4s 解 因为波传播的距离4m 是波长2m 的2倍，因此传播这段距离所需的时间为2个周期，即为2s 。 也可以按下面的方法计算。波速45 .02 == =T u λ m/s ，则原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为 14 4 ==?= ?u x t s 。 故B 正确。 5. 两相干波源S 1和S 2，相距为 2 3 λ，其初相位相同，且振幅均为1.0×10-2m ，则在波源S 1和S 2连线的中垂线上任意一点，两列波叠加后的振幅为 ( ) 选择题3图
有关机械波计算的类型题分析和难点突破
物理：有关机械波计算的类型题分析和难点突破 有关波的计算显得比较抽象，因为波是对应着某一个时刻的各个质点的位移所构成的图。每个时刻，波形都在发生变化。因此一提到波形图就必须知道它对应着哪一个时刻的波形图。同样的，一提到振动图就必须知道它对应着哪个质点的振动图一样。但是，波在传递过程中，波的形状却又是保持不变的，因为波是传递振动状态的。这就好象铁丝把一个弯成正弦或余弦的模型朝着波的传播方向移动一样，铁丝的模型并没有发生变化。因此要顺利、快速地解有关波的题就彻底地认识下列问题。 一、波的传播问题： 1、波的传播是将画出的波形图沿波传播的方向移动，而不是将波形图向前延伸。 有些同学认为波的传播理解为就是将波形图（实线部分）象图1中虚线一样向前延伸罢了。这种认识是错误的，错就错在把波的图形理解为质点的运动轨迹了。 波的移动应该如图2那样，将振源产生的振动由近及远地传播出去。因此波是传递振动状态的。正因为波是传递振动状态的，所以在波传递的过程中，波的形状应该保持不变。 2、波的传递中，质点并不随波移动，而是通过接力棒那样将振动状态传播出去。 在波的传递中，质点并不随波移动，而只在自己的平衡位置做受迫振动，它将自己的振动状态依次传给下一个质点，下一个质点又传给再下一个质点，如此下去，就实现了振动的传播。 3、波传播中，质点振动方向与波的传播方向的关系。 因为我们只研究横波，因此质点振动方向与波的传播方向是垂直的。质点只在自己的平衡位置振动，要判断质点在某时刻的振动方向，只要知道质点在下一个时刻（微元段时间）的位置就可以了。由于波是靠质点间的振动构成的，因此将波沿传播方向移动一微元段时间，也就知道该质点的位置了。这种方法叫“平移法”，如图3。由此衍生出“不夹线法”等很多方法，如图4。即质点的振动方向和波的传播方向不能夹波形线，如图4中，波向右传播，M 质点要满足不夹线，即它的振动方向必须向上运动。N 点的振动方向也是如此。 因此，用“平移法”或“不夹线法”，可以很方便地判断出质点振动方向与波的传播方向的关系，即由一个方向判断出另一个方向。 4、波的传播方向不确定时，波有两种传播方向的可能性。 在波形图中，波的传播方向不确定时，质点在y 轴上下振动，而波就有沿x 正方向和x 负方向传播两种可能性。在解题就应该分两种情况进行分析解答。 我们在判断某质点振动方向时，必须要弄清楚波的传播方向，因为它们不能夹线。 5、波的周期重复性问题。 由于简谐横波是正余弦波，因此它有周期重复性。波在传播的过程中，每传一个周期（或 y 图3 图4 y 图1 y 图2
专题(17)机械振动与机械波 光 电磁波(解析版)
第 1 页 共 14 页 2021年高考物理二轮重点专题整合突破 专题（17）机械振动与机械波 光 电磁波（解析版） 高考题型1 机械振动与机械波 1．必须理清的知识联系 2．巧解波的图象与振动图象综合问题的基本方法 3．波的叠加问题 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝(2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝ (2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)． (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A 1＋A 2. 4．波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题．
第 2 页 共 14 页 【例1】 (2020·全国卷Ⅲ·34(1))如图1，一列简谐横波平行于x 轴传播，图中的实线和虚线分别为t ＝0和t ＝0.1 s 时的波形图．已知平衡位置在x ＝6 m 处的质点，在0到0.1 s 时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为________ s ，波速为________ m/s ，传播方向沿x 轴________(填“正方向”或“负方向”)． 图1 【答案】0.4 10 负方向 【解析】根据x ＝6 m 处的质点在0到0.1 s 时间内运动方向不变，可知波沿x 轴负方向传播，且T 4＝0.1 s ， 得T ＝0.4 s ，由题图知波长λ＝4 m ，则波速v ＝λ T ＝10 m/s. 【例2】(多选)(2019·全国卷Ⅲ·34)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T 2时刻，该波的波形图如图2(a)所示， P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是( ) 图2 A ．质点Q 的振动图象与图(b)相同 B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大 C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】t ＝T 2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T 2 时刻从平
学案1 机械波的形成和传播
第二章机械波 学案1 机械波的形成和传播 [学习目标定位] 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道波的种类及横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点． 知识储备 1．物体在________附近所做的_____运动叫机械振动． 2．简谐运动的能量与______有关，对同一个系统来说，振幅_________越大，振动的能量就越大． 3．物体在周期性驱动力作用下的振动称为 __________ 一、波的形成和传播 1．波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态，于是波源的振动逐渐传播出去． 2．绳、水、空气等能够传播振动的物质，叫做介质． 3．机械振动在介质中的传播称为机械波． 4．介质中有机械波传播时，介质中的质点发生振动，且质点不会(填“会”或“不会”)随波迁移． 二、横波和纵波 1．质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫做横波．在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷． 2．质点的振动方向与波的传播方向平行的波，叫做纵波．在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部． 一、波的形成和传播 [问题设计] 如图1所示，手持细绳的一端上下抖动，绳像波浪般翻卷．这是波在绳上传播的结果，那你知道波是如何形成的吗？ 图1 图2 答案 绳一端振动，带动绳上相邻部分振动，依次逐渐引起整个绳振动． [要点提炼] 波形成的原因：以绳波为例(如图2所示) (1)可以将绳分成许多小部分，每一部分看做一个质点． (2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置． (3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的那个质点称为波源． (4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，周围质点又依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播． 二、机械波 [问题设计] 把一个闹钟放在真空罩内，当闹钟的小锤敲打铃铛的时候，我们听不到声音，你知道其中的奥秘吗？ 答案 声波在真空中不能传播，说明声音的传播需要介质． [要点提炼] 1．介质：绳、水、空气等能够传播振动的物质．组成介质的质点之间有__________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 2．机械波 (1)产生条件：①要有__________；②要有传播振动的_________． (2)特点 ①前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动，并且落后于前一个质点的振动． ②沿波的传播方向上每个质点的振动方向都和波源的起振方向______． ③波传播的是_______这种形式，而介质的质点并不随波迁移． ④波在传播“振动”这种运动形式的同时，也传递______和________． [延伸思考] 一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，试分析这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？ 三、横波和纵波 [问题设计] 2011年3月日本东北部海域发生里氏9.0级强震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失．我们可以观察到当地震发生时，地面会产生前后或左右晃动，也会产生竖直方向的振动，你 知道这是为什么吗？ 答案 地震波有横波和纵波，不同的波引起地面的振动不同．
机械波与电磁波的区别与应用
机械波与电磁波的区别与应用 机械波与电磁波是波的两种主要形式，它们共有波的基本特性：比如说能发生反射、折射、干涉、衍射，都能够传播能量与信息，波速、波长、频率之间具有同样的关系。它们又有各自不同的地方：电磁波是一种纵波，有偏振现象，机械波的形式可以是纵波也可以是横波、电磁波的传播不需要介质，机械波必须在介质中传播。由于两者性质的不同，他们在现实生活中也有着不同的应用。 远距离的测量可以用到机械波和电磁波。在海上航行的船只在测量海底深度时会用到一个叫声纳的装置，它的工作原理是发出一束能量很强的超声波，超声波在到达海底后发生反射，测量超声波发射到反射回船只的时间就能得到海底的深度。当测量地球到月球的距离时，就必须用到电磁波。将上述工作原理中的超声波改为电磁波就能合理地测量地球到月球之间的距离。超声波的穿透能力很强，在水中传播时损耗很小，所以能够较好地测量海底的深度，但是超声波不能在真空中传播，所以在测量地月距离时必须要用到电磁波。 机械波的另一个主要应用表现在对地震波的测量和分析。 地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地震发生时，震源释放出巨大的能量。震源区的介质在这股能量的驱动下发生剧烈的振动和破裂，这种振动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及其表层各处传播出去，形成了连续介质中的弹性波。地震震源施放出的能量沿振动波传播到地表，给地面的建筑物造成强烈的破坏。 地震波主要分为两种，一种是实体波，一种是表面波。表面波只在地表传递，实体波能穿越地球内部。实体波在在地球内部传递，又分成P 波和S 波两种。 P 波为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。P 波能在固体、液体或气体中传递。 S 波前进速度仅次于P 波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。S 波只能在固体中传递，无法穿过液态外地核。 表面波又称L 波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。表面波有低频率、高震幅和低频散的特性，只能沿地表传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。 根据对波动方程20tt xx u v u -=的分析可以得到：地震波的传播速度由下式决定。 v = 该式中E 为介质的弹性模量，ρ为介质的密度。
机械波习题及答案 (2)
. . 波的形式传播波的图象 认识机械波及其形成条件，理解机械波的概念，实质及特点，以及与机械振动的关系； 理解波的图像的含义，知道波的图像的横、纵坐标各表示的物理量.能在简谐波的图像中指出波长和质点振动的振幅，会画出某时刻波的图像 一、机械波 ⑴机械振动在介质中的传播形成机械波. ⑵机械波产生的条件：①波源，②介质. 二、机械波的分类 ⑴)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有波峰和波谷. ⑵纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有疏部和密部. 三、机械波的特点 (1)机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移. ⑵介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同 ⑶离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动 ⑷所有质点开始振动的方向与波源开始振动的方向相同。 四、波长、波速和频率的关系 ⑴波长：两个相邻的且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叫波长. 振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长，对于横波：相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长.对于纵波：相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离等于一个波长. ⑵波速：波的传播速率叫波速.机械波的传播速率只与介质有关，在同一种均匀介质中，波速是一个定值，与波源无关. ⑶频率：波的频率始终等于波源的振动频率. ⑷波长、波速和频率的关系：v=λf=λ/T 五、波动图像 波动图象是表示在波的传播方向上，介质中各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移，当波源做简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图象为正弦或余弦曲线. 六、由波的图象可获取的信息 ⑴该时刻各质点的位移. ⑵质点振动的振幅A． ⑶波长. ⑷若知道波的传播方向，可判断各质点的运动方向.如图7-32-1所示，设波向 右传播，则1、4质 点沿-y方向运动；2、 3质点沿+y方向运 动. ⑸若知道该时 刻某质点的运动方 向，可判断波的传播 方向.如图7-32-1中若质点4向上运动，则可判定该波向左传播. ⑹若知波速v的大小。可求频率f或周期T，即f=1/T=v/λ. ⑺若知f或T，可求波速v，即v=λf=λ/T ⑻若知波速v的大小和方向，可画出后一时刻的波形图，波在均匀介质中做匀速运动，Δt时间后各质点的运动形式，沿波的传播方向平移Δx=vΔ t 有关机械波的内容近年经常在选择题中出现，尤其是波的图象以及波的多值解问题常常被考生忽略。 【例1】关于机械波，下列说法中正确的是( ) A．质点振动方向总是垂直于波的传播方向 B．简谐波沿长绳传播时，绳上相距半个波长的两质点的振动位移总是相同 C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长 D．在相隔一个周期的两个时刻，同一介质点的位移、速度和加速度总相同 【解析】波有纵波和横波两种，由于横波的质点振动方向总是与波的传播方向垂直，而纵波的质点振动方向与波的传播方向平行，所以选项A是错误的。 由于相距半个波长的两质点振动的位移大小相等，方向相反，所以选项B是错误的。 机械振动，并不沿着传播方向移动，所以选项C是错误的。 相隔一个周期的两个时刻，同一介质质点的振动状态总是相同的，所以选项D正确. 图7-32-1
辨析电磁波、光和无线电波
辨析电磁波、光和无线电波 DIV.MyFav_1314583568698 P.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 LI.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 DIV.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 P.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 LI.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 DIV.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;
高考复习25机械波和电磁波
高考复习25机械波和电磁波 考纲要求： ● 波、横波和纵波、波长、频率和波速的关系、超声波及其应用一I 级 ● 电磁场、电磁波、电磁波的周期、频率和波速、电视、雷达…I 级 知识达标 1. 在 中传播，就形成了机械波，因此，机械波产生的条件是有 和 . 2.质点 方向跟 方向垂直，如此的波叫做横波 3.质点 方向跟 方向平行，如此的波叫做纵波 4．两个相邻的、在振动过程中 总是 的质点间的距离的做波长；波长、波速和频率的关系是 5．波速由 决定；机械波的频率由 决定 6．超声波有两个特点，一个是 ，一个是 7．变化的 产生电场，变化的 产生磁场 8．电磁场由近及远传播形成了 ．电磁波是否依靠介质传播? 注意：机械波是 这种运动形式的传播，它也能够传递 和 但介质本身可不能沿着波的传播方向 经典题型 1．关于机械振动和机械波以下表达正确的选项是： A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动 C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并可不能赶忙停止 2．波长指的是： A ．在一个周期内波振动在介质中传播的距离 B ．横波中两个波峰之间的距离 C ．横波中一个波峰和相邻的一个波谷之间距离的两倍 D ．在波的传播方向上，两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离 3．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是： A ．波速 B ．波长 C ．频率 D.振幅 4.一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如下图，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，现在质点A 沿y 轴正方向运动，再通过0.02s 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 Hz C ．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 5．如下图，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的 振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分不为： A ．A=O.4 m λ=1m 向上 B ．A=1 m λ=0.4m 向下 C ．A=O.4 m λ=2m 向下 D ．A=2 m λ=3m 向上 -
电波传播预测模型分析与研究
总第205期2011年第7期 舰船电子工程 Ship Electr onic Engineering V o l.31No.7 84 电波传播预测模型分析与研究* 刘 勇1) 周新力2) 金慧琴2) (海军航空工程学院研究生管理大队1) 烟台 264001)(海军航空工程学院电子信息工程系2) 烟台 264001) 摘 要 文章对O kumura H ata模型、CO ST231 H ata模型、Egli模型三种电波传播模型进行了简要分析。通过对某地的电波传播损耗进行测量得到实测数据,与预测模型仿真结果进行对比分析,对比结果显示COST231 Hate模型与实测值最接近,并且通过对COST231 H ate模型的修正,使得修正后的模型满足高精度电波传播模型的6dB要求,适合用于预测本地的电波传播。 关键词 电波传播;O kumura H ata模型;COST231 Hata模型;Eg li模型;模型修正 中图分类号 T N926 Analysis and Research of Radio Wave Propagation M odel L iu Y ong1) Z ho u X inli2) Jin Huiqin2) (Gr aduate Students Brig ade o f N AA U1),Y antai 264001) (Depar tment o f Electro nic and Informat ion Eng ineering of N A AU2),Y antai 264001) A bstract T hree radio w ave pr opagatio n models:O kumura H ata M odel,COST231 H ata M o del and Eg li M odel,are firstly pr esented in this article.O n site test pr opagat ion loss data ar e used to get simulat ions o n these mo dels,simulatio n re sults and actual data a re t hen co mpar ed,r esults show that COST231 Hata M odel has narr ow er err or band.T his art icle lastly modifies COST231 Hata M odel,to make the modified model has ev en hig her accur acy6d B w hen applied t o the pr ediction of local radio pr opagation. Key Words electromagnetic w ave pro pagation,Okumura Hata model,COST231 Hata model,Egli model,model cor rection Class Nu mber T N926 1 引言 随着军队信息化进程的加快,军事领域电磁应用日益广泛,电磁环境日益复杂,电磁空间的斗争会更加激烈并将对争夺未来战争主动权,乃至国家安全与战略利益拓展产生重大影响[1]。因此,在现代战争中,对战场电磁环境进行预测分析就显得极为重要。电波传播作为战场电磁环境预测分析领域中重要组成的一部分,因此开展对电波传播特性研究就显得格外重要。 2 电波传播预测模型 理想情况下,自由空间的电波传播损耗[2]为:L f=32.4+20lg d+20lg f,式中,f是载波频率,d 是发射机与接收机之间的距离。可以看出,自由空间传播损耗只与工作频率和传播距离有关。但是在现实环境中,由于传播路径上存在着各种影响,如高空电离层影响,高山、湖泊、海洋、地面建筑、植被以及地球曲面的影响等,因而电磁波具有反射、绕射、散射和波导传播等比自由空间复杂得多的传播方式。出于工程技术和军事应用上的需要,人们建立了很多复杂环境下的电波传播预测模型,目前常用的电波传播预测模型有Okumura H ata模型、COST231 H ata模型和Eg li模型。 2.1 Okumura H ate模型 Okum ura H ate模型[3~4]是根据测试数据统计 *收稿日期:2011年1月19日,修回日期:2011年2月23日 作者简介:刘勇,男,硕士研究生,研究方向:复杂战场电磁环境预测仿真。周新力,男,教授,博士生导师,研究方向:短波通信、战场电磁兼容。金慧琴,女,副教授,研究方向:短波通信、战场电磁兼容。
高中物理第十二章机械波第2节波的图象解析版新人教版选修3_4
波的图象 波的图象 1．波的图象的作法 2．波的图象的特点 (1)波的图象也称波形图，简称波形，如果波形是正弦(或余弦)曲线，这样的波叫正弦波，也叫简谐波。 (2)介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做简谐运动。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．纵波没有图象。(×) 2．通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。(√) 3．波的图象表示某一时刻某一质点的位移。(×) [释疑难·对点练] 1．波的图象的理解 (1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”，可借用“定格”这一比喻加深理解。可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”，即反映了同一时刻各个质点的位移情况。 (2)简谐波的图象是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等。 (3)波的图象的周期性：在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图象不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化。经过一个周期，波的图象复原一次。 (4)波的传播方向的双向性：如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正方向传播，也有可能沿x轴负方向传播，具有双向性。 2．由波的图象可以获得的信息 知道了一列波在某时刻的波形图，如图所示，能从这列波的图象中了解到的波的情况主要有以下几点： (1)可以直接看出该时刻沿波传播方向上各质点的位移。图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移。图线上的M点的位移是2 cm。 (2)可以直接看出在波的传播过程中，介质中各点的振幅A，即波动图象上纵坐标最大值的绝对值，图中波的振幅为A＝4 cm。 (3)可以判断出沿波的传播方向上各质点在该时刻的运动方向。如图线上的N点，在M点
高中物理重要知识点必背手册 (5) 机械振动、机械波与电磁波
重要知识点手册：机械振动、机械波与电磁波 机械振动、机械波： 基本的概念，简谐运动中的力学运动学条件及位移，回复力，振幅，周期，频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。 简谐振动： 回复力： F = 一KX 加速度：a =一KX/m 单摆：T= 2π L g (与摆球质量,振幅无关) *弹簧振子T= 2πm K (与振子质量有关,与振幅无关) 等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有： ①纬度,离地面高度 ②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律（或其它运动规律）结合考查 ③系统的状态(超、失重情况) ④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况 ⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值 注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同) T=2π g L ?g= 2 2T L 4π 应用：T 1=2π g L O g L -L 2T O 2?=π ? 2 2212T -T L 4g ?= π 沿光滑弦cda 下滑时间t 1=t oa =g R 2g R 2= 沿cde 圆弧下滑t 2或弧中点下滑t 3： g R 2 g R 4 24T t t 32π π === = 共振的现象、条件、防止和应用 机械波:基本概念,形成条件、 特点：传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。 ①各质点都作受迫振动， ②起振方向与振源的起振方向相同， ③离源近的点先振动， ④没波传播方向上两点的起振时间差= 波在这段距离内传播的时间 ⑤波源振几个周期波就向外传几个波长 波长的说法：①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离 ②一个周期内波传播的距离 ③两相邻的波峰(或谷) 间的距离 ④过波上任意一个振动点作横轴平行线，该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长 波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波长、波速、频率的关系： V=λf =λ T (适用于一切波) 波速与振动速度的区别 波动与振动的区别： 研究的对象：振动是一个点随时间的变化规律，波动是大量点在同一时刻的群体表现， 图象特点和意义 联系： 波的传播方向?质点的振动方向（同侧法、带动法、上下波法、平移法） 知波速和波形画经过（?t ）后的波形（特殊点画法和去整留零法） 波的几种特有现象：叠加、干涉、衍射、多普勒效应，知现象及产生条件 电磁波：LC 振荡电路：产生高频率的交变电流. T ＝2π ＋