波长、频率和波速
[探新知·基础练]
1.波长
(1)定义:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。通常用λ表示。
(2)特征:在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2.周期和频率
(1)定义:波上各质点的振动周期(或频率)。
(2)规律:在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。
(3)关系:周期T和频率f互为倒数,即f=。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(×)
2.波速表示介质中质点振动的快慢。(×)
3.在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。(×)
[释疑难·对点练]
波长的确定
(1)根据定义确定:
①在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长;
②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
(2)根据波的图象确定:
①在波的图象上,振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长;
②在波的图象上,运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长;
③在波的图象上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。
[试身手]
1.关于波长,下列说法正确的是( )
A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长
B.在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
C.在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长
D.在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长
解析:选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形,故A正确;在一个完整波形上,只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长,故B错误;速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍,所以C错误;振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍,故D错误。
[探新知·基础练]
1.波速定义
机械波在介质中传播的速度。波速等于波长和周期的比值。
2.定义式
v==fλ。
3.决定因素
机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,在不同的介质中,波速一般不同。另外,波速还与温度有关。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.波的传播速度就是质点在介质中的振动速度。(×)
2.根据公式v=,波速与波长成正比。(×)
3.波从一种介质进入另外一种介质,波速不变。(×)
[释疑难·对点练]
波长、频率、波速的关系
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决定因素
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关系式
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周期和频率
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取决于波源,与v、λ无直接关系
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v==λf
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波速
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取决于介质,与λ、T无直接关系
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波长
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取决于v、T,只要其中一个变化,λ就发生变化,即波长由波源和介质共同决定
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[特别提醒]
(1)波从一种介质进入另外一种介质,波源没变,波的频率不会发生变化;介质的变化导致了波速和波长的改变。
(2)波长也是波的周期性的体现,它体现的是波在空间上的周期性。
(3)波传播的速度与质点振动的速度无必然关系。
[试身手]
2.(多选)关于机械波的频率、波速、波长,下列说法正确的是( )
A.两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长
B.波的频率等于波源的振动频率
C.波速等于波源的振动速度
D.波由一种介质进入另一种介质,波速和波长都要改变
解析:选BD 由波长的定义可知,两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长,选项A错误;由波的频率的定义可知,选项B正确;波速是波的传播速度,与波源的振动速度不同,选项C错误;波在同一种均匀介质中匀速传播,进入不同介质时,频率不变,即周期不变,但波速改变,由v=可知波长改变,选项D正确。