第1节波的形成和描述.pptx

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1、2.1波的形成和描述第二章机械波绳波演示生活现象波：波是自然界中广泛存在的一种运动形式如：水波、声波、光波、无线电波等。水波、声波等属于机械波，光波、无线电波等属于电磁波。本章我们研究机械波。1.机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波，简称波。一、波的形成与传播2.波源和介质：介质——波借以传播的物质．波源——能够产生振动的物体或质点．3.机械波形成的条件：研究表明：机械波的形成必须同时具备两个条件：（1）波源（2）介质注意：有振动不一定存在波，有波一定存在振动绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之

2、间存在着相互作用。手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又带动更远一些的质点……绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，从整体上看就是一些凹凸相间的波形。机械振动在介质中是怎样传播的？以绳波为例：1．绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力．2．沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动．3．振动的形式传播出去形成波．zxxk机械振动在介质中是怎样传播的？zxxkw沿波的传播方向，介质中各质点由波源开始由近及远的依次开始振动，离波源越远质点振动越滞后；各质点只在各自的

3、平衡位置附近做来回往复的受迫运动，而质点本身并不随波的传播而迁移。①各质点振动周期相同②各质点振幅相同（不考虑能量损失时）③各质点刚开始振动的方向相同．机械波通过向外传播机械振动的形式，向外传递能量和信息。机械波传播的特征(1)步调：(2)质点不迁移：(3)周期、振幅和起振方向(4)传递：1．区别振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动．2．联系（1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期．（2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动．（3）振动是形成波动的必要条

4、件，但有振动不一定存在波动．（4）波动是振动形式（信息、能量）的传播过程．波动和振动的区别和联系zxxkw观察思考：各质点振动方向与波的传播方向有什么关系？二、机械波的分类zxxkw横波和纵波横波的特点：纵波的特点：波峰波谷疏部密部横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。声波是纵波，不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。地震波既有纵波，也有横波。当纵波传来时感到上下晃动，横波传来时感到左右振动。思考：声波是横波还是纵波？声波是纵波.地震波既有横波又有纵波地震波是横波还是纵波？纵波每

5、秒钟传播速度5-6千米，能引起地面上下跳动。横波传播速度较慢，每秒3-4千米，能引起地面水平晃动。（一）、波的图象我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。三、波的描述Y位移1.用横坐标表示在各质点的平衡位置到原点的距离2.用纵坐标表示某时刻各质点对平衡位置的位移X平衡位置正方向负方向zxxkw3.在XOY坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移YXO4.波的图象的画法：将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来.波的图象

6、的物理意义横波的图象就反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移.反映了各个质点的位移随其平衡位置到原点距离变化的函数关系.注意图像与函数解析式的对应注意图像与物理过程的对应。波长在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大小和方向）的两相邻质点间的距离叫做波的波长．（二）波的特征对波长定义的理解：“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相等，方向相同”．位移总是相等的两个质点速度也总是相等的．在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长，在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等于波

7、长．在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距(n+1/2)波长的两质点振动步调总是相反的．相距整数倍波长两质点（同相质点）的振动步调总是相同的．在波的传播方向上相距奇数倍波长的两质点（反相质点）振动步调总是相反的．波速单位时间内振动所传播的距离叫波速．它反映振动在介质中传播的快慢程度.波长、周期频率、波速三者关系：波速等于波长和频率的乘积.经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长.四．从波的图象上可获得哪些信息⑴直接描述量：①振幅A:图像的峰值.②波长λ:相邻两个波峰或波谷之间的距离.x/my/cm5-50246③各个质点的位移

8、x:对应于图像上某一点的坐标（y，x）．⑵间接描述量①已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。④经过一段时间后的波形图③质点在一段时间内通过的路程和位移。②可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。五、波的图