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==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。
小结:
(1)机械波的波速只与传播介质的性质有关。不同频率的同类机械波在相同的介质中传播时速度相等;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v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。
二、应用波的图象和关系式确定波长
1.波的图象
在波的图象上,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,即为波长。
"总是"和"相邻"是两个关键词,"总是"是指每时每刻。
凡是平衡位置相隔波长整数倍质点的位移、速度、加速度等物理量总是相同,振动同相。
凡是平衡位置相隔半个波长的奇数倍质点的位移、速度、加速度等物理量总是等大反向,振动反相。
2.关系式:由v=得λ=vT。
小结2:
关于波长,还有以下几种说法:
(1)两个相邻的、在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离等于波长。
(2)在横波中,两个相邻的波峰(波谷)之间的距离等于波长。
(3)在纵波中,两个相邻的密部(疏部)中心之间的距离等于波长。
三、造成波动问题多解的因素有哪些
1.周期性
(1)时间周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
(2)空间周期性:波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
2.双向性
(1)传播方向双向性:波的传播方向不确定。
(2)振动方向双向性:质点振动的方向不确定。
3.由于波动问题的多解性,在解题时一定要考虑其所有的可能性
(1)质点达到最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能。
(2)质点由平衡位置开始振动,则有起振方向向上、向下(或向左、向右)两种可能。
(3)只告诉波速不指明波的传播方向时,应考虑波沿两个方向传播的可能。
(4)只给出两时刻的波形,则有多次重复出现的可能。
小结3:
由于波动问题的多解,解题时要先建立通式,再根据限制条件从中取出符合题意的解。
典例分析