1、3. 波长、频率和波速 一、波长 在波动中对平衡位置的位移总是相等在波动中对平衡位置的位移总是相等(包括大包括大 小和方向小和方向)的两相邻质点间的距离叫做的两相邻质点间的距离叫做波的波波的波 长长 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“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相 等,方向相同”等,方向相同” 位移总是相等的两个质点速度也总是相等的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
2、长(或疏部)之间的距离等于波长 相距整数倍相距整数倍的两质点(同相质点)的振动步调的两质点(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总是相同的在波的传播方向上相距奇数倍的的 两质点(反相质点)振动步调总是相反的两质点(反相质点)振动步调总是相反的 二、周期和频率二、周期和频率 波的周期波的周期(或频率或频率):波源振动的周期:波源振动的周期 (或频率或频率)就是波的周期就是波的周期(或频率或频率) 波的周期波的周期(或频率或频率)等于波源的振动周期等于波源的振动周期 (或频率或频率) 波的周期由波源决定波的周期由波源决定,同一列波在不同介同一列波在不同介 质中传播时周期质中传
3、播时周期(或频率或频率)保持不变保持不变 每经历一个周期的时间每经历一个周期的时间,当前的波形图与当前的波形图与 原有的波形图相同原有的波形图相同 三、波速三、波速 单位时间内振动所传播的距离叫单位时间内振动所传播的距离叫波速波速它反它反 映振动在介质中传播的快慢程度映振动在介质中传播的快慢程度. 波速的大小由介质的性质决定波速的大小由介质的性质决定,同一列波在同一列波在 不同介质中传播速度不同不同介质中传播速度不同 波在均匀介质中是匀速传播的波在均匀介质中是匀速传播的,即即,它向外它向外 传播的是振动的形式传播的是振动的形式,而不是将质点向外迁而不是将质点向外迁 移移 波速与质点的振动速度不
4、同波速与质点的振动速度不同,质点的振动是质点的振动是 一种变加速运动一种变加速运动,因此质点的振动速度时刻因此质点的振动速度时刻 在变在变 四、波长、周期(频率)和波速 的关系 三者关系: 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. fv T v 或 对三者关系的理解对三者关系的理解: 波速由介质决定,周期(或频率)由振源决波速由介质决定,周期(或频率)由振源决 定当一列波从一种介质进入另一种介质传定当一列波从一种介质进入另一种介质传 播时,周期(或频率)保持不变但由于波播时,周期(或频率)保持不变但由于波 速的变化而导致波长的变化速的变化而导
5、致波长的变化 波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机 械波得到械波得到,但对其他形式的彼但对其他形式的彼(电磁波电磁波、光光 波波)也成立也成立 波速的计算既可用波速的计算既可用 fv T v 或 t s v 也可用也可用 例题例题: 如图在一条直线上有三点如图在一条直线上有三点S、M、 N,S为波源为波源,距距M点为点为12m,距距N点为点为 21m由于波源由于波源S的振动在直线上形成一的振动在直线上形成一 列横波列横波,其波长为其波长为8m,波速为波速为4m/s,下下 列说法中正确的是列说法中正确的是( ) AM点先开始振动点先开始振动,N点后振动点后
6、振动,振动时间相差振动时间相差2.25s, 但振动周期都为但振动周期都为2s BM点在最高点时点在最高点时,N点在平衡位置以上向下振动点在平衡位置以上向下振动 CM点在最高点时点在最高点时,N点在平衡位置以上向上振动点在平衡位置以上向上振动 D振动过程中振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同两点的位移有可能在某时刻相同 解析:解析:由由v= /T得得T = /v=8/4= 2s,由于由于S为波源为波源, 波向右传播波向右传播,由由v= s/ t,得波从得波从M传到传到N的时间的时间 t = s / v=2.25s,则则A对对; M、N相距相距9m,则则N点的振动与点的振动与M点后点后1m的质点的振的质点的振 动完全相同动完全相同,当当M点在最高点时点在最高点时,M点后点后1m的质点已的质点已 过了平衡位置向最高点运动过了平衡位置向最高点运动,则则N点也在平衡位置上方点也在平衡位置上方 向上振动向上振动,则则C对对B错错; 实际振动过程中任意两点的位移都有可能相同实际振动过程中任意两点的位移都有可能相同,因因 为当这两点的中间点处于最大位移时为当这两点的中间点处于最大位移时,此两点的位移就此两点的位移就 相同相同,则则D对对. 所以所以,正确选项为正确选项为A、C、D