《波动习题课》课件

动习题课课《波》件课程概述深入学习波动现象解答常见波动习题提高解题能力和应试技巧课标本程目动练运动动应掌握波概念熟用波公式拓展波用深入理解波动的基本概念，包括波的传播、熟练运用波动相关的公式进行计算和分析，了解波动现象在声学、光学、电磁学等领域叠加、干涉和衍射等解决实际问题的应用，拓展学习兴趣动顾波基本概念回长频波率相邻两个波峰或波谷之间的距离每秒钟波传播经过的波峰或波谷的个数波速振幅波在介质中传播的速度波的振动幅度，即质点偏离平衡位置的最大距离动见波常公式长1波速公式2波公式3周期公式波速等于波长与频率的乘积v=λf波长等于波速与周期的比值λ=vT周期等于波速与波长的比值T=λ/v简谐动振简谐振动是一种最基本的振动形式，它在生活中广泛存在，例如钟摆的摆动、弹簧振子、乐器的声音等等简谐振动的特点是振动周期恒定，振动频率也恒定，振动轨迹为正弦曲线简谐动振的特点时周期性等性简谐振动是一种周期性的运动，振动物体在一定时间内完成一次完简谐振动的周期和频率只与振动系统的固有性质有关，与振幅无关整的振动过程，并不断重复，即振动周期和频率保持恒定简谐动振的能量动势能能在运动过程中，振动系统具有的动能与速度的平方成正比在静止状态下，振动系统具有的势能与位移的平方成正比动阻尼振阻尼振动是指振动系统由于受到摩擦力、空气阻力等阻力作用而逐渐衰减的振动阻尼振动的幅度会随着时间的推移而逐渐减小，最终停止振动动频阻尼振的率无阻尼振动频率不变阻尼振动频率略微降低动阻尼振的能量01损减能量失振幅衰由于阻尼力的作用，振动系统会不断能量的损失会导致振动的振幅逐渐减地损失能量小2终最停止当能量耗尽时，振动最终会停止动受迫振当物体受到外力作用，以外力频率进行振动，就称为受迫振动受迫振动的频率与外力的频率相同现共振象当驱动力的频率与系统的固有频率相例如，轻轻推一个秋千，当推动的频同时，振幅达到最大值率与秋千的固有频率一致时，秋千的振幅会越来越大共振现象在生活中随处可见，例如，桥梁的共振会导致桥梁坍塌线共振曲频带宽共振率振幅共振曲线上的峰值对应于系统的共振频率共振曲线显示了系统在不同频率下的振幅响共振曲线的宽度表示系统对频率变化的敏感应程度强共振的条件驱动频1力率2阻尼系数驱动力频率必须与系统的固有系统的阻尼系数必须足够小，频率相等或接近才能使振幅迅速增长强应共振的用乐桥器梁吉他、小提琴等乐器利用共振来放桥梁的设计需要考虑共振现象，避大声音，使其更响亮免强共振导致结构损坏疗医超声波探测仪利用共振原理来诊断疾病，如肿瘤等动弦的振当弦线受到扰动时，会发生振动弦的振动可以用数学模型来描述，并可以用实验方法来研究弦的振动频率与弦的长度、张力和质量密度有关弦的振动可以产生声音，声音的音调取决于弦的振动频率驻弦的波当弦固定在两端时，只有特定频率的振动才能形成驻波驻波是指振动波形固定在空间中的波，波节和波腹的位置保持不变弦的驻波可以用以下公式描述f=nv/2L，其中f是频率，n是正整数，v是弦的波速，L是弦的长度频弦的倍12基频二倍频34三倍频四倍频动气柱的振气柱振动是指空气柱在管口或管内某处发生振动的情况气柱振动通常是由声波引起的，声波在气柱内传播时会使气柱振动气柱振动的频率取决于气柱的长度和管口形状，以及气柱内的温度和湿度驻气柱的波闭开放式气柱封式气柱两端开口的气柱，可以形成驻波一端封闭、一端开口的气柱，也能形成驻波频气柱的倍基频开管气柱长度为1/4波长二倍频开管气柱长度为3/4波长三倍频开管气柱长度为5/4波长动波的干涉叠叠叠波峰加波谷加波峰波谷加当两列波相遇时，如果波峰与波峰重合，当两列波相遇时，如果波谷与波谷重合，当两列波相遇时，如果波峰与波谷重合，振幅会加强，形成干涉加强振幅也会加强，形成干涉加强振幅会减弱，甚至相互抵消，形成干涉减弱动波的衍射绕现波的射衍射象衍射条件当波遇到障碍物或孔隙时，波会绕过障碍波的衍射现象说明波具有绕过障碍物传播波的衍射现象发生的条件是，障碍物或孔物或孔隙继续传播，这种现象叫做波的衍的特性，这是波特有的性质，粒子则没有隙的尺寸必须与波长相当或小于波长射这种特性动波的反射现类反射定律反射象反射型入射角等于反射角波遇到障碍物或两种介质的交界面发生固定端反射和自由端反射偏转的现象波的色散长离1波速差异2波分不同频率的波在同一介质中传不同频率的波在传播过程中会播速度不同，导致波形发生展根据波速差异，逐渐分离成不宽同的波长现应3象用色散现象解释了光在棱镜中发生色散形成彩虹，以及光纤中数据传输的原理电磁波电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波，它可以以光速在真空中传播电磁波具有波粒二象性，既表现出波的特性，例如干涉、衍射和偏振，也表现出粒子的特性，例如光电效应电磁波的特点横波速度恒定电场和磁场互相垂直，并且垂直于传在真空中，电磁波的速度为光速，约播方向为每秒30万公里传输能量电磁波可以传递能量，例如太阳光传递热量电应磁波的用疗通信医电磁波用于无线通信，例如手机、医疗领域使用电磁波进行诊断和治广播和电视疗，例如X射线和核磁共振业工电磁波用于工业生产，例如焊接、切割和加热动光的波性1光的干涉2光的衍射两束光相遇，在相遇区域的光光通过狭缝或小孔后，光束会强出现明暗相间的条纹，称为发生偏离直线传播的现象，称光的干涉现象为光的衍射3光的偏振光是一种横波，它的电场和磁场振动方向垂直于光的传播方向，光波的偏振方向可以改变光的粒子性电应顿应光效光子康普效光电效应是指当光照射到金属表面时，金光子是光的基本粒子，具有能量和动量，康普顿效应是指当X射线或γ射线照射到物属中的电子会吸收光能而逸出成为自由电其能量与光的频率成正比质时，光子会与物质中的电子发生碰撞，子的现象导致光子能量减小、波长变长的现象。