物理:12.3《波长、波率和波速》学案 (新人教版选修3-4)
物理:12.3《波长、波率和波速》学案 (新人教版选修3-4)第2页

  相距一个(或整数个)波长的两个质点离开平衡位置的位移"总是"相等,因此,它们的振动速度大小和方向也"总是"相同,即它们在任何时刻的振动完全相同.因而波长显示了波的空间的周期性.

  据此,可以丢掉一段整数个波长的波形,剩下的波的图象与原来的波形图象完全相同.利用此种特性可以把相隔较远(至少大于一个波长)的两个质点移到同一波长内(或在同一波长内找到振动完全相同的替代质点)比较它们的振动.

  (3)相隔距离为半波长的奇数倍的两点的振动完全相反,这种点称反相点.

  距离为(2n+1)(n=0,1,2,3......)的两点,任何时刻它们的位移大小相等、方向相反,速度也是大小相等、方向相反,会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置.

  

  【解题技法点拨】

  己知波速和波形,如何画出再经t时间后的波形图?

  (1)平移法:根据波在传播过程中每向前传播一个波长的距离,其波形复原.先算出经t时间波传播的距离x=v·t,再将波形沿波的传播方向平移x即可.因为波动图象的重复性,若知波长,则波形平移n入时波形不变,故当x=n+x时,可采取去整(n)留零(x)的方法,只需平移x即可.

  (2)特殊点法:在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷),先确定这两点的振动方向,再看t=nT+t,由于经nT波形不变,所以也采取去整(nT)留零(t)的方法,分别做出两特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形.

  例 如图10.3-2是某一列简谐波在t=3.0s时的波形图象,已知这列波波速v=1.5m/s,向x轴正方向传播,要求作出t=3.2s时的波的图象.

  点拨:由波动的周期性可用平移法得到问题答案,则当t=3.2s时,波向右移动s=v(3.2s-3.0s)=1.5m/s×(3.2s-3.0s)=0.3m,把t=3.0s日的波形向右平移0.3m,则得图10.3-2中虚线所示的波形,就是t=3.2s时的波的图象.

答案:如图10.3-2中虚线所示.