2019高中物理第十二章第3节波长、频率和波速讲义（含解析）新人教版

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1、波长、频率和波速一、波长、周期和频率┄┄┄┄┄┄┄┄①1．波长(λ)(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。(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．波的周期(T)和频率(f)(1)定义：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，这个周期或频率也叫做波的周期或频率。(2)关系：周期T和频率f互为倒数，即f＝。(3)时空关系：在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。[注意]两个波峰(或波谷)之间的距离

2、为一个波长的整数倍，只有相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。,①[判一判]1．两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长(×)2．两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长(×)3．振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期(√),二、波速(v)┄┄┄┄┄┄┄┄②1．机械波在介质中传播的速度为波速。波速等于波长和周期的比值。2．定义式：v＝＝fλ。3．决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同的。另外，声速还与温度有关。[注意]1．波传播的速度取决于介质的性质，与质点振动的速度无必然关系。2．波的传播是匀速的，波速

3、计算可以用v＝计算，只不过当t＝T时，x＝λ而已。v＝仅适用于波的传播问题，而v＝既适用于波，又适用于物体的运动等情况。,②[选一选][多选]下列对波速的理解正确的是(　　)A．波速表示振动在介质中传播的快慢B．波速表示介质质点振动的快慢C．波速表示介质质点迁移的快慢D．波速跟波源振动的快慢无关解析：选AD　机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身的性质决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念，与波源振动快慢无关，故A、D正确；波速不表示质点振动的快慢，介质质点也不随波迁移，故B、C错误。1.决定因素和关系(1)决定因素①波长：波长λ只

4、取决于v和T，一般地，v、T其中一个发生变化，λ值也发生变化；②波速：取决于介质的物理性质，它与T、λ无直接关系；③周期和频率：取决于波源，而与v、λ无直接关系。(2)关系①v＝λf或v＝λ/T；②波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变。2．波长的确定方法(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

5、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。(3)根据公式λ＝vT来确定。[典型例题]例1.图甲为一列简谐横波在某一时刻的图象，图乙为平衡位置在1m处的质点P从该时刻开始计时的振动图象，则(1)波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播。(2)求波速。[解析]　(1)从乙图象可知，P点此时刻正通过平衡位置向下运动，再通过甲图可以看出波向x轴负方向传播。(2)从甲图可知波长λ＝4m，从乙图可得周期T＝0.4s，因此波速v＝＝10m/s。[答案]　(1)负　(2)10m/s[点评]对于波的图象，由图

6、象可直接读出波的振幅、波长；对于振动图象，波的周期等于每一个质点的振动周期。[即时巩固]1．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为(　　)A．A＝1m　f＝5HzB．A＝0.5m　f＝5HzC．A＝1m　f＝2.5HzD．A＝0.5m　f＝2.5Hz解析：选D　从图中可以直接看出振幅为0.5m，A、C错误；从图中可看出波长λ＝4m，波速v＝＝m/s＝10m/s，得频率f＝＝2.5Hz，B错误，D正确。1.周期性(1)时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同，时间间隔Δt与周

7、期T的关系不明确造成多解。(2)空间周期性：沿传播方向上，相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同，质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解。2．双向性对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方向也不同，反之亦然。双向性体现在以下两方面：(1)传播方向的双向性。(2)振动方向的双向性。[典型例题]例2.一列简谐横波图象如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt＝t2－t1＝0.5s，求：(1)这列波的可能的波速表达式；(2)若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，波速为多大？(3)若波速v＝68m/s，则波向哪个方

8、向传播？[解析]　(1)未明确波的传播方向和Δt与T的关系，故有两组系列解。由图