高中物理选修3-4电磁波知识点总结上课讲义

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＝_1

T __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