普通高中物理选择性必修一第三章第2节波的描述

关于普通高中物理选择性必修一第三章第2节波的描述的竖屏导图，内容包括波的图像、波长、频率与波速，供备课参考。

• 普通高中物理选择性必修一 第三章第2节 波的描述
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 过去研究单个质点的运动情况时，用-t图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移，而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用x-t图像来描述。能否用其他的图像来描述波呢？
• 波的图像
• 如图，是根据一张绳上横波的照片画出的图，记录了绳上各质点在该时刻的具体位置。
• 波的图像
  • 建立直角坐标系Oxy：用横坐标x表示在波的传播方向上绳中各质点的平衡位置；纵坐标y表示某一时刻绳中各质点偏离平衡位置的位移。规定，位移向上时y取正值。
  • 把平衡时位于x1，x2，x3，¼的质点的位移y1，y2，y3，¼画在Oxy坐标平面内，得到一系统的点，这些点的集合就是这一时刻波的图像，也称为波形图。
  • 如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
    • 介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐运动。
• 简谐波的波形图与质点的振动图像都是正弦曲线，但它们的意义不同。
• 振动图像与波的图像的比较
• 波长、频率和波速
• 波长
  • 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，通常用l表示。
  • 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。
• 频率
  • 在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，都等于波源的振动周期或频率。这个周期或频率也叫作波的周期或频率。
• 波速
  • 经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长l。
  • 机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同介质中波速是不同的。
    • 声速还与温度有关
• 思考与讨论
  • 图中实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.1s时刻的波形图，据此能否判定波的传播方向？
• 例题 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。求：（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
• 分析
  • 这列波的周期大于0.5s，所以经过0.5s的时间，这列波传播的距离不可能大于一个波长。
  • 当波向左传播时，图中的波峰1只能到达波峰2，而不可能向左到达更远的波峰。
  • 当波向右传播时，图中的波峰1只能到达波峰3，而不可能向右到达更远的波峰。
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