课时2　机　械　波

见《自学听讲》P246

　　1.机械波　横波和纵波

　　(1)机械波的形成条件:①有发生机械振动的波源。②有传播介质,如空气、水等。

　　(2)机械波的传播特点:①机械波传播的只是振动的形式和能量,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波发生迁移。②介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与波源振动周期和频率相同。③一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为4A,位移为零。

　　(3)机械波的分类:①横波,质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,有波峰(凸部)和波谷(凹部)。②纵波,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波,有密部和疏部。

　　【温馨提示】　当波源停止振动时,机械波没有停止传播,机械波传播的是振动形式和能量。

　　　　2.波的图象

　　(1)横波的图象:简谐波的图象是正、余弦函数图象。通过波的图象可以得到的物理量:①波长,振幅A,该时刻各质点偏离平衡位置的位移;②若知道波的传播方向,可分析得到质点的振动方向;③若知道质点的振动方向,可分析得到波的传播方向。

　　(2)波动图象问题中的多解情况有:①波的时间周期性,某一时刻的波形和经过nT后的波形"相貌"相同。②波的双向性,当波沿正、负方向传播的时间之和等于周期的整数倍时,则正、负方向传播到那一时刻的波形相同。③波的空间周期性,沿波的传播方向,相距为kλ的两个质点的振动情况完全相同。④波的对称性,波源的振动,会带动它左、右两侧相邻的质点的振动,向两个方向传播。在传播过程中,关于波源对称的质点振动情况完全相同。

　　【温馨提示】　(1)波的图象表示波中各质点在某时刻的位移;振动图象表示某质点位移随时间的变化规律。(2)区分波的图象和振动图象的关键是看横轴表示位移x还是时间t,如果是位移x则为波的图象,如果是时间t则为振动图象。

　　3.波速、波长和频率(周期)的关系

　　(1)波长λ: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。频率f:波的频率等于质点振动的频率,由波源决定,在任何介质中频率不变。波速v:单位时间内振动向外传播的距离,机械波的波速由介质决定。波长、频率和波速的关系,①v=λf,②v=λ/T。

　　(2)波在均匀介质中匀速传播,即在时间Δt内各质点的运动形式沿波的传播方向传播Δx=vΔt,就是把原波形图沿波的传播方向平移Δx。

　　【温馨提示】　 ①机械波从一种介质进入另一种介质,频率不变,但波速、波长都改变。②同种机械波的波速主要由介质来决定,一般可认为无论波的频率关系如何,两列同性质的波在同种介质中传播的波速相同,在固体、液体中的波速比空气中大。

　　4.波的特有现象

　　(1)波的干涉:频率相同的两列波相遇,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强与振动减弱的区域互相间隔的现象。

　　(2)波的衍射现象:波绕过障碍物的现象。能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长差不多。

　　(3)多普勒效应:波源的频率不变,只是观察者接收到的波的频率发生变化。如果二者相互接近,观察者接收到的波的频率变大;如果二者相互远离,观察者接收到的波的频率变小。

　　【温馨提示】　波的干涉与衍射现象的比较:(1)相同点,都是一切波所特有的现象。(2)不同点,波产生明显的衍射现象的条件是障碍物(或缝、小孔)的尺寸比波长小或差不多。(注意:实际上,在各种情况下,波的衍射现象都能发生,只是有明显和不明显的区别。平时所说的条件都是指产生明显的衍射现象的条件。)产生干涉现象的条件是两列波的频率必须相同且它们的振动方向也相同。

1.(2018福建泉州10月模拟)下列关于激光的叙述正确的是(　　)。

A.激光是纵波