高中物理12.2波的图象课件新人教版选修3-4

3．波长、频率和波速

1．理解波长、频率和波速的物理意义，能在波的图象中求出波长。

2．理解波源振动周期、各质点振动周期与波传播的周期(频率)的关系。

3．知道波速的物理意义，理解波长、周期(频率)和波速之间的关系，能初步利用这一关系进行计算。

在古代战争中，士兵常常会将箭筒放在地上，枕着箭筒睡觉。你知道这是为什么吗？

提示：古代士兵之所以枕着箭筒睡觉是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音，箭筒起到收集声波的作用，而且在相同距离时，声音在大地中传播比在空气中传播要快。

1．波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个________间的距离，叫做波长，通常用____表示。在横波中，两相邻的____________之间的距离等于波长。在纵波中，两相邻____________之间的距离等于波长。

2．频率f：波的频率由__________决定，在任何介质中频率不变，等于波源的振动频率。

3．波速v：波速仅由________的性质决定，在不同的介质中波速不同。

4．波速与波长和周期的关系为______，即波源振动几个周期，波向前传播几个波长。

思考：当波从一种介质进入另一种介质时，波长、频率和波速，哪个物理量保持不变？

答案：1．相邻质点 λ 波峰(或波谷) 密部(或疏部)

2．波源的频率

3．介质本身

4．v＝λT

思考

提示：波的频率由波源的频率决定，和介质无关。

一、波长、波速、频率的决定因素

1．周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率，与v、λ无任何关系。当波从一种介质进入另一种介质时，波源没变，波的周期和频率不会发生变化。所以说周期和频率由波源决定。

2．波速v：由介质的物理性质决定，同一均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒定。所以说波速由介质决定。

3．波长λ：对一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化，始终是v＝λT＝λf，由于v、T都由相关因素决定，而这些因素同时又决定了波长λ，即波长λ由波源和介质共同决定。

第四节 波的衍射和干涉

物理核心素养主要由“物理观

念”“科学思维”“科学探

究”“科学态度与责任”四个方面

构成。

教学目标：

（一）物理观念

1、知道什么是波的衍射现象。

2、知道波发生明显衍射现象的条件。

3、知道衍射是波的特有现象。

4、知道波的独立传播特性和波的叠加原理；

5、知道什么是波的干涉现象和干涉图样.

6、知道干涉现象是波动特有的现象。

（二）科学思维、科学探究

能够运用衍射条件进行判断。

（三）科学态度与责任

了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。通过联系

生活、演示实验，培养学生观察、对比、归纳及空间想象等能力

教学重点：

波发生明显衍射现象的条件。波的叠加原理和波的干涉现象

教学难点：

对波发生明显衍射现象的条件的应用。波的干涉图样的理解

教学方法：

实验演示和多媒体辅助教学。

教学用具：

水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪、CAI课件。

教学过程：

（一）引入新课

大家都熟悉“闻其声不见其人”、“隔墙有耳”的物理现象，这是什么

原因呢？通过这节课的学习，我们就会知道，原来波遇到狭缝、小孔或较小的障碍物时会产生一种特有得现象，这就是波的衍射。

（二）新课教学

1、波的衍射

教师：波在向前传播遇到障碍物时，会发生波线弯曲，偏离原来的直线

方向而绕到障碍物的背后继续转播，这种现象就叫做波的衍射。大家想

一想，你见过的哪些现象是波的衍射现象？

学生举例：在水塘里，微风激起的水波遇到露出水面的小石头、芦苇等

细小的障碍物，会绕过它们继续传播；房间内讲话，在房外也可以听

到；收音机在房间内也能收到电台发射的电磁波等等。

教师：任何波在遇到障碍物时，都能发生衍射，但不同的波发生衍射的

明显程度不同。下面我们用水波槽和小挡板来做实验，请大家认真观

察。

【演示】在水波槽里放一个小挡板，让波源发出的圆形波遇到小挡板，

将实验现象用投影仪投影在大屏幕上。

现象：水波绕过小挡板继续传播。

将小挡板换成长挡板，重新做实验。

现象：水波不能绕到长挡板的背后传播。

这个现象说明什么？

第2节 波的图象

一、选择题

1．一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的图象如图所示，坐标为(3,0)的质点经过14周期后该质点的坐标是( )

A．(3,2) B．(4,2)

C．(4，－2) D．(3,0)

解析：选A 简谐波沿x轴正方向传播，坐标为(3,0)的质点振动方向沿＋y方向，经过14周期后该质点到达波峰，坐标为(3,2)，A正确．

2．(多选)(2019·广东实验中学期末)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知( )

A．质点b此时位移为零

B．质点b此时向－y方向运动

C．质点d的振幅是2 cm

D．质点a再经过T2通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm

解析：选AC 由题中波形图知，质点b在平衡位置，所以此时其位移为零，选项A正确；因波沿x轴正方向传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，选项C正确；再经过T2的时间，质点a将运动到负向最大位移处，通过的路程为4 cm，但偏离平衡位置的位移是－2 cm，选项D错误．

3．(2018·西安中学期中)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形．当R点在t＝0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P，R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围可以是( )

A．2 cm≤x≤4 cm B．2 cm≤x<4 cm

C．2 cm≤x<3 cm D．2 cm

解析：选C 当R点在t＝0时的运动状态传到S点时，其波形如图所示，由图可判断PR范围内正在沿y轴负方向运动的质点的x坐标取值范围为2 cm≤x<3 cm，符合题意的选项应为C.

4．(多选)如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是(

2 波的图象

一览众山小

诱学·导入

材料：过去我们研究一个质点的运动情况，通常有两种表述方式:一种是利用数学函数表达式；另一种是利用图象，比如速度-时间图象、位移—时间图象，描述机械振动时用到振动图象.利用图象研究问题非常形象、直观、简洁。波是很多质点的运动，不同于以往所学的运动形式。

问题：能否应用图象来描述波动呢?

导入:这一节课我们将应用图象方法来研究波动.

温故·知新

1.列举说明你学过的描述运动的几种图象。

答：速度—时间图象；位移—时间图象;简谐运动图象。

2.简谐运动的图象的形状是怎样的？表示的意义是什么？

答：正弦曲线;表示质点的位移与时间的关系.

尊敬的读者：

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