《波长、频率和波速》

波长、频率和波速知识集结知识元波长、频率和波速关系的应用知识讲解波长、频率和波速的关系1．波长、频率和波速（1）波长．两个相邻的运动状态总是相同的质点间的距离，或者说在振动过程中，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长．例如，在横波中两个相邻波峰（或波谷）之间的距离，在纵波中两个相邻密部（或疏部）之间的距离都等于波长．波长用λ表示．（2）频率．由实验观测可知：波源振动一个周期，其他被波源带动的质点也刚好完成一次全振动，且波在介质中往前传播一个波长．由此可知，波动的频率就是波源振动的频率．频率用f表示．（3）波速．波速是指波在介质中传播的速度．注意：①机械波的波速只与传播介质的性质有关．不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等；同频率的横波和纵波在相同介质中传播速度不相同．②波在同一均匀介质中匀速向前传播，波速是不变的；而质点的振动是变加速运动，振动速度随时间变化．2．波长、频率和波速之间的关系在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长，因而可以得到波长λ、频率f （或周期T）和波速v三者的关系为：v=．根据T=，则有v=λf。

3．波长λ、波速v、频率f的决定因素（1）周期或频率，只取决于波源，而与v、λ无直接关系．（2）速度v取决于介质的物理性质，它与T、λ无直接关系．只要介质不变，v就不变，而不取决于T、λ；反之如果介质变，v也一定变．（3）波长λ则取决于v和T。

只要T、v其中一个发生变化，其λ值必然发生变化，从而保持v=或v=λf的关系．总之，尽管波速与频率或周期可以由公式v=或v=λf进行计算，但不能认为波速与波长、周期或频率有关，也不能以为频率或周期会因波速、波长的不同而不同，因为它们都是确定的，分别取决于介质与波源．例题精讲波长、频率和波速关系的应用例1.'一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为10m/s，求：（i）这列波的周期；（ii）从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程；（iii）x=2m处的质点的位移表达式。

2 波速与波长、频率的关系一、学习目标1．掌握波长、频率、波速的物理意义． 2．理解波长、频率和波速之间的关系．3．应用波长、频率与波速之间的关系进行计算和分析问题． 二、预习与梳理 （一）波长1.定义 ： 沿波的传播方向，两个相邻的 的质点之间的距离，常用λ表示．2.横波中两个相邻的波峰或波谷之间的距离就是波长；纵波中两个相邻的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长． （二）振幅1.定义：在波动中，各质点离开其平衡位置的最大 ，即其振动的振幅，也称波的振幅．2.波的振幅的大小是波所传播 的直接量度． (三)频率1.定义：波在传播过程中，介质中质点振动的频率都 ，这个频率被称为波的频率，与振源的振动频率相同．2.频率和周期的关系：周期和频率互为 ，f ＝1T.3.频率和波长的关系：波的频率也等于在单位时间内通过某点的“ ”的数目． (四)波速 1.定义机械波在介质中 的速度．波速等于 和 的比值． 2.定义式v ＝λT，它又等于 和 的乘积，公式为 .3.决定因素机械波在介质中的传播速度由 的性质决定，在不同的介质中，波速一般 ．三、名师解疑(一)波速、波长、频率的决定因素1.波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率．2.波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵敏，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传播速度较大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关．3.波长是质点完成一次全振动所传播的距离，所以波长的长度与波速v 和周期T 有关．即波长由波源和介质共同决定．由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变．(二)波的传播方向上各质点振动的分析振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后．沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的．反之，相距12个波长的两质点振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步(同相振动)；与波源相距为12波长的奇数倍的质点与波源的振动步调相反(反相振动)．(三)波在传播过程中的周期性和双向性由于振动具有周期性，物体会在不同的时刻多次到达同一位置，故容易出现多解问题．而对波动，波形的周期性是波动问题出现多解的最主要因素，主要包括三种情况： 1.空间周期性：沿波的传播方向上．相隔n (n 为自然数)个波长的质点振动步调是一致的．2.时间周期性：机械波在一个周期内不同时刻波形是不同的．但在相隔时间为周期的整数倍的不同时刻，波形是完全相同的．波的空间周期性与时间周期性统称为波的周期性．当题目中没有给定波传播的时间t 与周期T 的关系或没有给定波的传播距离x 与波长λ的关系时，机械波的这种时间周期性和空间周期性必然导致波的传播时间、速度和距离等物理量有多个值与之对应，即产生多解．这三个物理量的关系可分别表示为： 传播距离的周期性：x ＝nλ＋Δx ， 传播时间的周期性：t ＝nT ＋Δt ，传播速度的多种可能性：v ＝x t ＝nλ＋Δx nT ＋Δt ＝λT ＝ΔxΔt ，以上各式中n ＝0,1,2,3，……3.波在传播过程中可能沿x 轴正向传播，也可能沿x 轴负向传播，这就是波传播的双向性．四、典型例题精讲例1、同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示。

【初中物理】初中物理知识点：波速、波长和频率的关系电磁波的特征：描述电磁波特征的物理量是频率和波长。

电磁波频率的单位是赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)，它们之间的换算关系是1kHz=103Hz，1MHz=106Hz。

电磁波波长的单位是米(m)。

电磁波的波速、波长和频率的关系:波速=波长×频率，即c=λf注意:不同频率(或波长)的电磁波在真空中的波速相同。

有关电磁波的计算问题：电磁波的波速(c)、波长(λ)、频率(f)三者的关系是c=λf。

只要知道其中任意两个，就可用此公式计算出第三个。

例：兰州人民广播电台现办有三套节目，第一套为新闻综合广播，发射频率为AM954kHz、 FM97．3MHz，其中AM表示_____；发射频率为 AM954kHz的电磁波波长为_____m(计算结果保留一位小数)。

解析：发射频率为AM954kHz、FM97．3MHz，其中AM表示调幅，FM表示调频；电磁波在真空中的波速都是3×108rn／s，发射频率为AM954kHz的电磁波的频率f=954kHz=9．54×105Hz，故电磁波的波长λ=.答案：调幅 314.5相关初中物理知识点：电磁继电器定义：电磁继电器是通过电磁铁，利用低电压、弱电流的通断，来控制高电压、强电流电路的装置。

实质：电磁继电器的实质是一个由电磁铁控制的开关。

工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，电磁铁断电时，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。

相关初中物理知识点：大气压强的存在及应用大气压强：定义大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压产生原因包围地球的空气由于受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在它里面的物体产生压强，空气内部向各个方向都有压强，且空气中某一点向各个方向的压强大小相等存在证明①马德堡半球实验②覆杯实验③瓶吞鸡蛋实验应用生活中：①钢笔吸墨水②吸管吸饮料③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘生产中：①活塞式抽水机②离心式水泵利用大气压的知识解释有关现象：在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象，如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等．利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象，例如用吸管喝饮料，当用力吸吸管时，吸管内的压强减小，饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管，从而喝到饮料，而并非我们平常说的吸进。