高中物理人教版选修34《12.doc

12.3波长、频率和波速【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．知道什么是波传播的周期(频率)理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系．3．理解决定波的周期(频率)的因素并知道其在波传播过程中的特点．4．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【教学重点】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。【新课教学】一、波长(λ)．在教材中可以看出由质点1发出的振动传到质点13使质点13开始振动时质点1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．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．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．结合图10－10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)对于波的周期(或频率)我们也需要理解几个问题．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．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．对于物理量波速我们也需要理解一些有关的问题．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．由波长、周期(或频率)和波速的定义我们可以看到三者有着一定的联系．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．为了加深对以上两式的理解和提高应用以上两式分析问题和解决问题的能力下面我们一起分析和研究一道习题．如图10－11中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经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