高二物理人教版選修3412.3波長(zhǎng)、頻率和波速（精編版）

1、高二物理人教版選修34 12.3 波長(zhǎng)、頻率和波速第 3 頁第 4 頁性的關(guān)系，波源振動(dòng)了幾個(gè)周期，波向前傳播幾個(gè)波長(zhǎng)。突破策略1波長(zhǎng)用多媒體課件展示下列過程：注意：在制作課件時(shí)，把1 和 13 做成相同顏色的，例如紅色，把7 做成另一種顏色的，為了能夠使學(xué)生正確理解波長(zhǎng)的概念，制作課件時(shí)，可多展示一些質(zhì)點(diǎn)，例如可展示到形成二個(gè)或三個(gè)完整波形的所有質(zhì)點(diǎn)。在波的傳播過程中，有一些質(zhì)點(diǎn)，在振動(dòng)中的任何時(shí)刻，對(duì)平衡位置的位移大小和方向都是相等的。在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長(zhǎng)。通常用來表示波長(zhǎng)。投影如圖所示，為某時(shí)刻一列簡(jiǎn)諧橫波的的波形圖：（1）ah、hm、cj、

2、gl、bi 間的距離為多大？（2）am 間距離是一個(gè)波長(zhǎng)嗎？（3）bd 間距離是一個(gè)波長(zhǎng)嗎？學(xué)生解答第 5 頁（1）ah、hm、cj、gl、bi 間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。（2）am 間不是一個(gè)波長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈冸m然對(duì)平衡位置的位移總是相等，但它們?cè)谖恢蒙喜幌噜彙＃?）bd 間也不是一個(gè)波長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈兊奈灰撇⒉弧翱偸窍嗟取?。總結(jié)：（1）相距一個(gè)（或整數(shù)個(gè)）波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移在任何時(shí)刻都相等，而且振動(dòng)速度的大小和方向也相同，也就是說：相距一個(gè)（或整數(shù)個(gè)）波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在任何時(shí)刻振動(dòng)狀態(tài)都相同。（2）對(duì)于橫波，相鄰的兩個(gè)波峰或相鄰的兩個(gè)波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。（3）對(duì)于縱波，相鄰的兩個(gè)密部中央或相鄰的

3、兩個(gè)疏部中央之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。例 1. 下圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖象，下列說法中正確的是（）a質(zhì)點(diǎn) a、c、e、g、i 在振動(dòng)過程中位移總是相同的b質(zhì)點(diǎn) b、f 在振動(dòng)過程中位移總是相等的第 6 頁c質(zhì)點(diǎn) d、h 的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)d質(zhì)點(diǎn) a、i 在振動(dòng)過程中位移總是相同的，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)解析：對(duì)于選項(xiàng)a：a、e、i、c、g 在振動(dòng)過程中位移總是相同的，但a、e、i與 g、c在振動(dòng)過程中位移的大小相等，方向相反。對(duì)于選項(xiàng) b：由于 b、f 是兩個(gè)相鄰的波峰，它們的間距正好是一個(gè)波長(zhǎng)，所以它們?cè)谡駝?dòng)過程中位移總是相等的。對(duì)于選項(xiàng) c：質(zhì)點(diǎn) d、h 間

4、是相鄰的波峰， 所以它們之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)。對(duì)于選項(xiàng) d：由于質(zhì)點(diǎn)a、i 之間距離是兩個(gè)波長(zhǎng)，所以它們?cè)谡駝?dòng)過程中位移總是相同的。所以本題正確答案為b、c。2頻率投影 （1）在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的周期和頻率有什么關(guān)系？與波源的周期和頻率有什么關(guān)系？（2）在課件展示的圖中，質(zhì)點(diǎn)1 產(chǎn)生的振動(dòng)，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間傳到質(zhì)點(diǎn)13 ？（3）質(zhì)點(diǎn) 1 與質(zhì)點(diǎn) 13 之間的距離與波長(zhǎng)有什么關(guān)系？學(xué)生解答投影思考題第 7 頁推理歸納由上述思考題，我們可以得到：（1）波的周期和頻率也就是波源的周期和頻率、波源做一次全振動(dòng)，在介質(zhì)中正好形成一個(gè)完整的波形，所以波的頻率反映了每秒內(nèi)形成完全波的個(gè)數(shù)。（2）在一個(gè)周期的時(shí)間

5、內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長(zhǎng)。分析由于在1 個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)內(nèi)傳播的距離等于1 個(gè)波長(zhǎng)。所以波的傳播速度為：vft。3波速振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的速度，叫做波速。上式既適用于機(jī)械波，也適用于以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波。教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，回答下列問題：波的頻率與什么有關(guān)？波速與什么有關(guān)？波速與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度有什么不同？學(xué)生討論后，回答，教生總結(jié)波的頻率僅由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)。第 8 頁波速僅由介質(zhì)性質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)。波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的區(qū)別：波速是振動(dòng)形式勻速傳播出去的速度，始終沿著波的傳播方向，在同一介質(zhì)中大小保持不變；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度是質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近做振動(dòng)的速度，

6、大小、方向均隨時(shí)間改變。例 2. 一列波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中繼續(xù)傳播，則（）a傳播方向一定改變b其頻率不變c如波速增大，頻率也會(huì)增大d如波長(zhǎng)變小，頻率也會(huì)變小解析：因?yàn)轭l率是由波源決定的，與介質(zhì)及波速無關(guān)，因v= f，f 不變，會(huì)隨 v 成正比例變化，波由一種介質(zhì)垂直于界面進(jìn)入另一種介質(zhì)，波速的大小會(huì)變，但方向卻不變。正確答案是b。4關(guān)于波長(zhǎng)、頻率和波速之間關(guān)系的應(yīng)用：（1）用投影片出示例題例 3. 如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線，經(jīng)0.5 s 后，其波形如圖中虛線所示，設(shè)該波的周期t 大于 0.5 s ，則：a：如果波是向左傳播的，波速是多大？波的周期是多大？b：如果波是向右傳播的，波速是多大？波的周期又是多大？第 9 頁解析： a：如果波是向左傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向左移動(dòng)了14個(gè)波長(zhǎng)，又因?yàn)?24 cm。14x=6 cm=0.06 m 又0.24 s2 s0.12tvb：如果波是向右傳播的，從圖可以看出：虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向右移動(dòng)了3