《高中物理机械波》课件

高中物理机械波本课件将带你探索机械波的奇妙世界，从波的形成、传播到波的叠加，深入浅出地讲解相关知识波动的定义和特征周期性运动介质的振动能量传递波动是一种周期性的运动，物质微粒机械波需要介质传播，介质的振动是波动传递的是能量，而不是物质，能围绕平衡位置振动，并传递能量机械波传播的本质量沿着波的传播方向传递波源和波的传播波源1振动产生的物体波的传播2振动状态的传递介质3传播波的物质机械波需要介质才能传播，比如声波需要空气、水或固体才能传播电磁波不需要介质，可以在真空中传播波的分类机械波电磁波机械波需要介质才能传播介质是指传播波的物质如声波、水电磁波不需要介质就能传播电磁波是由振荡的电场和磁场组成波的例如光波、无线电波机械波的种类横波纵波质点振动方向垂直于波传播方质点振动方向平行于波传播方向向纵波和横波纵波横波介质中质点振动方向与波传播方向一介质中质点振动方向垂直于波传播方致，如声波向，如水面波波的振动方式机械波的传播实质上是介质中质点的振动在介质中传递的过程由于波源的振动，介质中的质点会发生周期性的运动质点振动方式的不同，导致机械波的种类也不同机械波的振动方式分为两种横波和纵波波的传播特性波速波长波的反射波的折射波速是指波在介质中传播的速波长是指相邻两个波峰或波谷当波遇到障碍物时，会发生反当波从一种介质传播到另一种度，它取决于介质的性质，例之间的距离，它反映了波的频射，反射波的传播方向与入射介质时，会发生折射，折射波如水的深度、空气的温度等率和波速的关系波的传播方向关于法线对称的传播方向会发生改变波的叠加与干涉叠加原理1多个波同时存在于同一空间时，它们的振动会相互叠加干涉现象2当叠加后的波振幅加强或减弱时，称为干涉干涉条件3两列波的频率相同，相位差恒定干涉的表现形式当两列波相遇时，会发生叠加现象如果两列波的振动方向一致，则叠加后振幅增大，称为加强干涉如果两列波的振动方向相反，则叠加后振幅减小，称为减弱干涉干涉现象通常表现为明暗相间的条纹或区域明条纹对应加强干涉，暗条纹对应减弱干涉干涉现象在光波、声波、水波等多种波中都存在驻波与共振驻波形成驻波特点当两列振幅相同、频率相同、波速相驻波中，波形固定，振幅不同，某些同、传播方向相反的波相遇时，会产点始终静止，称为波节；另一些点始生驻波终振动幅度最大，称为波腹共振现象当物体发生受迫振动时，若驱动力频率等于物体固有频率，物体振幅就会急剧增大，这种现象称为共振多普勒效应频率变化运动方向应用广泛当声源和观察者之间存在相对运动时如果声源向观察者运动，观察者听到多普勒效应在医学、气象、天文学等，观察者听到的声音频率会发生变化的频率会变高；如果声源远离观察者领域有着广泛的应用，例如超声诊断，观察者听到的频率会变低、雷达探测、星体运动研究波的衍射现象单缝衍射双缝衍射圆孔衍射当波遇到障碍物或孔隙时，会偏离直线传双缝衍射是指波通过两个狭缝时发生的衍圆孔衍射是指波通过圆形孔洞时发生的衍播的现象称为衍射单缝衍射是指波通过射现象，它会导致干涉现象射现象，它导致光斑呈现圆形一个狭缝时发生的衍射现象波的反射与折射反射折射波遇到障碍物或介质分界面时波从一种介质进入另一种介质，一部分能量返回原介质的现时，传播方向发生改变的现象象反射与折射定律反射定律折射定律反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射角等于入射角折射光线、入射光线和法线在同一平面内，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比波的频散现象定义举例在不同的介质中，不同频率的波的传播速度不同，导致波的传播白光通过棱镜发生色散，就是因为不同颜色的光在棱镜中的传播方向发生改变，这种现象称为波的频散速度不同，导致它们折射的角度不同波的能量和强度能量波动的传播过程伴随着能量的传递强度波的能量密度，表示单位时间内通过单位面积的能量波的能量传输振动传递方向传播机械波是通过介质的振动来传递能量的波的能量由振源传递给介质中的波的能量传输方向与波的传播方向一致，波传播的方向是指能量传递的方各质点，并通过质点间的相互作用传播出去向123能量形式波的能量形式是机械能，它包括动能和势能波的动能来自质点的振动，而势能则来自质点间的相互作用力波的能量密度12能量密度波传递能量的能力单位体积内的能量能量的传播速度波的能量以波速传播，即波形传播的速度波速与介质的性质有关，与波源的振动频率无关声波性质声波是一种机械波，需要介质才能传声波的传播速度与介质的性质和温度播有关声波的频率决定了声音的音调，频率声波的振幅决定了声音的响度，振幅越高，音调越高越大，响度越大声波的传播特点介质传播机械波12声波需要介质才能传播，不能声波是一种机械波，由介质的在真空中传播振动产生，并以波的形式传播速度影响3声波在不同介质中的传播速度不同，与介质的弹性和密度有关听觉的机理声波进入耳道声波通过外耳道传到鼓膜，使鼓膜振动鼓膜振动传导鼓膜的振动通过听小骨（锤骨、砧骨、镫骨）传导到内耳的卵圆窗内耳液体振动卵圆窗的振动引起内耳淋巴液的振动，进而刺激耳蜗内的毛细胞神经信号传递毛细胞受到刺激后产生神经冲动，经听神经传到大脑听觉中枢，形成听觉超声波和应用高频声波广泛应用超声波是指频率高于20kHz的声超声波在医学、工业、军事等领波，人耳无法听到域有着广泛的应用独特性质超声波具有方向性好、穿透能力强、能量集中的特点超声波的医学应用超声成像超声治疗用于诊断各种疾病，包括心脏病、肝脏疾病、肾脏疾病、妊娠监超声波具有热效应和机械效应，可用于治疗一些疾病，如肿瘤、测等通过声波在人体组织中的反射和穿透情况，形成图像，帮肾结石、肌肉疼痛等助医生诊断疾病电磁波基本性质横波性质速度恒定电磁波是横波，电场和磁场互相电磁波在真空中以光速传播，速垂直，并与波的传播方向垂直度约为3×108米/秒波粒二象性电磁波同时具有波动性和粒子性，可以表现出波动现象和粒子现象电磁波的种类和特点无线电波微波红外线可见光频率最低，波长最长主要频率较高，波长较短主要频率更高，波长更短主要频率更高，波长更短是人用于无线通信，如广播、电用于微波炉、雷达、卫星通用于热成像、遥感、红外传类肉眼可见的光线，包括红视、手机等信等感器等、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光电磁波的传播方式横波1无需介质2真空中传播速度最快3电磁波是横波，电场和磁场互相垂直，并且垂直于传播方向电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质在真空中，电磁波的传播速度最快，约为光速电磁波的应用广播电视移动通信无线电波用于广播电视信号传输微波用于手机信号传输卫星通信医疗诊断微波用于卫星信号传输红外线用于体温测量，X射线用于骨骼成像。