新課標(biāo)教科版3-4選修三23波德頻率和波速同步試題1(已修改)
2024-12-16 12:55 本頁(yè)面
【正文】 波的頻率和波速 【基礎(chǔ)知識(shí)誘思】 物理學(xué)家列奧納多達(dá)芬奇曾這樣來(lái)描述波“常常是 （水）波離開(kāi)了它產(chǎn)生的地方，而那里的水并不離開(kāi)；就 像風(fēng)吹過(guò)莊稼形成波浪，在那里我們看到波浪穿越田野而去，而莊稼仍在原地．”從中我們可以認(rèn)識(shí)到波的基本特征：傳播波的介質(zhì)的體元僅在原地附近運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則在空間傳播．在物理學(xué)中，運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)用物理量描述．那么我們用哪些物理量來(lái)描述機(jī)械波呢？ 【重點(diǎn)難點(diǎn)解讀】 問(wèn)題一：對(duì)于“波長(zhǎng)”概念的理解 解讀：“相鄰的”和“位移總是相等”是波長(zhǎng)定義的關(guān)鍵，二者缺一不可．例 如，某時(shí)刻的波形如圖 － l所示，在此時(shí)刻，圖中 P、 Q、 R、 S、 M 五個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移相等．因 P、 Q振動(dòng)方向相反，故經(jīng)一段很短的時(shí)間到下一時(shí)刻， P、 Q 位移不再相等，所以 P、 Q 之間的距離不是一個(gè)波長(zhǎng)；初時(shí)刻 R 和 M與 P 的位移相等且振動(dòng)方向相同，在以后的時(shí)間里任一時(shí)刻，它們的位移都相等，但 R 與 P 是“相鄰”的而 M 與 P 則不是，所以 P 與 R、 R 與 M之間的 距離是一個(gè)波長(zhǎng)，而 P 與 M 之間的距離不是一個(gè)波長(zhǎng)． 根據(jù)波長(zhǎng)的定義可知，在波的傳播方向上，相距為波長(zhǎng)整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)情況完全相同，進(jìn)一步分析可知，相距半波長(zhǎng)奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn) 振動(dòng)情況完全相反．如圖 － l所示， O、B、 D 等質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，而 O 與 A、 O 與 C、 A與 B 等振動(dòng)情況完全相反． 問(wèn)題二：波長(zhǎng)與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的關(guān)系 解讀：（ 1）質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，即波在一個(gè)周期內(nèi)向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)． 可推知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 1／ 4 周期，波向前傳播 1／ 4 波長(zhǎng)；反之，相隔 1／ 4 波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的時(shí)間間隔是 1／ 4 周期．并可依此類推． （ 2）相隔距離為整數(shù)個(gè)波長(zhǎng)的點(diǎn)的振動(dòng)完全相同，把振動(dòng)完全相同的點(diǎn)稱同相點(diǎn)．波長(zhǎng)反映了波在空間的周期性． 相距一個(gè)（或整數(shù)個(gè)）波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平 衡位置的位移“總是”相等，因此，它們的振動(dòng)速度大小和方向也“總是”相同，即它們?cè)谌魏螘r(shí)刻的振動(dòng)完全相同．因而波長(zhǎng)顯示了波的空間的周期性． 據(jù)此，可以丟掉一段整數(shù)個(gè)波長(zhǎng)的波形，剩下的波的圖象與原來(lái)的波形圖象完全相同．利用此種特性可以把相隔較遠(yuǎn)（至少大于一個(gè)波長(zhǎng)）的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)移到同一波長(zhǎng)內(nèi)（或在同一波長(zhǎng)內(nèi)找到振動(dòng)完全相同的替代質(zhì)點(diǎn)）比較它們的振動(dòng)． （ 3）相隔距離為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的兩點(diǎn)的振動(dòng)完全相
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