《波长、频率和波速》教案3

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1、《波长、频率和波速》教案教学目标：1．知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波的波长．2．理解波的周期(频率)、波速和波长的决定因素。3．理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题．教学过程：一、波长(λ)．在教材中的图12.1-3可以看出，由质点P1发出的振动传到质点P8，使质点P8开始振动时，质点P1完成一次全振动，因而这两个质点的振动步调完全一致．也就是说，这两个质点在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向总是相等的．我们就把这样两个质点之间的距离叫做波长．1．什么叫波的波长？

2、在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长．对于波长这个物理量，我们还需要结合波的图象，进一步加深理解．2．几点说明．要理解“位移总是相等”的含义．这里要求的是每时每刻都相等．如图所示．如EF两点在图示的时刻位移是相等的，但过一段时间后，位移就不一定相等，所以E、F两点间距离不等于一个波长．(1)“位移总是相等”的的含义是“时时刻刻都相等”．从波的图象中不难看出，位移总是相等的两个质点，其速度也总是相等的．(2)位移总是相等的两个质点，速度也总是相等的．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

3、波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．(3)A、B两点间与C、D两点间距离都为一个波长．我们可以看到，相距λ/2的两质点振动总是相反的．进而可以总结出这样的结论：相距λ整数倍的两质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍的两质点振动步调总是相反的(4)相距λ/2两质点振动步调总是相反的．(5)相距λ整数倍两质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍两质点振动步调总是相反的．在波的传播过程中，由于波源质点的振动，而带动相邻的质点依次振动，各个质点振动的周期与频率，都与波源质点的相同，所以波的传播是具有周期性的．因此，为了描述波的传播

4、过程，还需要引入物理量——周期和频率．二、周期(T)、频率(f)．波源质点振动的周期(或频率)也就是波传播的周期(或频率)．1．什么是波的周期(或频率)？波源质点振动的周期(或频率)就是波的周期(或频率)2．几点说明．由于波的周期(或频率)就是波源质点振动的周期(或频率)，所以波的周期(或频率)应由波源决定，与传播波的介质无关．(1)同一种波在不同介质中传播时周期(或频率)保持不变．由教材中图12.1－3可以看到，波动每经过一个周期的时间，波就沿传播方向传播一个波长距离(2)每经历一个周期，波就沿传播方向传播一个波长的距离．从波的图象变化情

5、况，我们可以看到，每经历一个周期，原来时刻的波形图形状不会发生改变，这正体现了波动的周期性．(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变．波源质点做简谐振动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平衡位置开始做简谐运动．这种振动状态在介质中就由近及远地向前传播出去．由此我们看到，波的传播是有一定速度的．三、波速(v)1．什么叫波速？波速的含义和物体运动速度的含义是相同的．波速描述的是振动在介质中传播的快慢程度．单位时间内振动所传播的距离叫做波速．即v＝s/t．2.几点说明．同一振动在不同介质中传播的快慢程度是不同的，也就是说，同一列波在不同介质

6、中传播的速度不同．由此我们还可以想到，在同一种均匀介质中，同一列波的速度应是不变的．(1)波速的大小由介质的的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同．(2)一列波在同种均匀介质中是匀速传播的，即s＝vt．波速和质点振动的速度有着完全不相同的含义．前者在同种均匀介质中具有某一定值，后者的大小和方向都是随时间改变的．(3)要区分波速与质点振动速度的含义．四、波长、周期(或频率)和波速的关系．在波动中，每经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ．由此我们可以找到λ、T(或f)和v三者的关系．1．v＝λ/T．由于周期T和频率f互为倒

7、数(即f＝1/T)，所以v、λ与f还应有如下的关系2．v＝λf．由上式我们还可以这样理解波速这个物理量，波速等于波长和频率的乘积．这个关系虽然是从机械波得到的，但是它对于我们以后要学习的电磁波、光波也是适用的．对于式v＝λ/T或v＝λf，我们不但要理解，还要能应用它们解决实际的问题．【例题】如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经△t=0.5s后，其波形如图中虚线所示设△t＜2T(T．为波的周期)．(1)如果波是向右传播的，求波的周期和波速．(2)如果波是向左传播的，求波的周期和波速．分析：根据题意，由于△t＜2T，所以经过＝0.5

8、s的时间，波传播的距离不可能大于两个波长．如果波向右传播，图中的波峰1可能到达虚线的波峰3或波峰5．如果波向左传播，图中的波峰1可能到达虚线的波峰2或波峰4．根据波在一个周期内要