波的形成和传播
【知识要点】
1、机械波:机械振动在介质中的传播叫机械波。借以传播波的物质叫介质,例如水、空气、绳子、弹簧等等。
2、机械波形成的条件: ①有产生机械振动的物体——振源,也叫波源; ②有传播振动的介质。这种介质中,相邻质点间靠弹性力联系着,振动这种运动形式及其能量总是依赖于质点间的弹性力的联系,使之由波源向外传播。
3、机械波的形成: 质点与质点之间有相互作用力,因此,振源的振动带动周围质点做受迫振动,附近的质点又带动较远的质点做受迫振动,于是振动由近到远传播出去。所以波动是振动这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。
4、机械波的种类,机械波分横波与纵波两类。 横波:质点振动方向与波的传播方向垂直,呈凹凸相间的波形。 纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上,呈疏密相间的波形。 在高中阶段我们重点学习横波。
5、如何理解机械波? ①介质中各质点做受迫振动,每一个质点的振动频率等于振源的振动频率。 ②因为振动形式从一个质点传给下一个质点需要时间,所以后一质点总比前一个质点迟一些开始振动,各质点的振动步调不同。在同一时刻各质点的位移不同,因而形成凹凸相间或疏密相间的波形。 ③每个质点都在各自的平衡位置附近做机械振动,质点本身并不随波迁移;波向前传播的只是振动的形式和能量。
6、振动与波:
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振 动 |
机 械 波 |
对象 |
研究对象是一个质点 |
研究对象是介质中振动着的各质点 |
现象 |
一个质点沿直线或弧线做周期性运动 |
振动在介质中传播时,很多质点都做振动,只是它们依次开始振动 |
产 生 条 件 |
①外力对质点做功,质点离开了平衡位置,具有了能量。 ②质点在回复力作用下产生振动 |
介质的一部分,由于受到激发,而开始了振动,但因形变所产生的弹性力又引起相邻部分质点的振动,这样振动由近及远的传播形成了波 ①波源 ②介质 |
联系 |
①都是周期性运动 ②构成介质的每个质点,在波的传播过程中,都是做周期、振幅相同的振动,从介质总体看,所呈现的现象是波动,机械波就是振动这种运动形式在介质中的传播。 | 7、描述机械波的物理量及其关系: ①波长:沿着波的传播方向,两个相邻的同相质点间的距离叫做波长,波长通常用“λ”表示,单位是“m”。 所谓同相质点,指两个质点在振动过程中,同时达到正最大位移处,同时到达负最大位移处,同时经过平衡位置,且经过平衡位置时,两质点的运动方向相同,例如:图中的a、c、e三个振动步调一致为同相点;b、d也是同相点;a、c、e三点与b、d互为反相点。 ②频率:介质中各质点的振动频率都相同。 质点的振动频率又叫波的频率,用f表示,单位是“Hz”。 波的频率等于振源的频率,与介质无关。一列波由一种介质进入另外一种介质传播时,波的频率是不改变的。
③波速:机械波在介质中传播的速率,用v表示,单位是“m/s”, 波速由介质本身的性质决定,波在不同介质中传播速率不同。
④波长、频率、波速的关系:v=λf。
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