人教版高中物理全套教案和导学案55机械波
《主题四 第三节 机械波》教学设计

《机械波》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解机械波的基本观点和性质。
2. 掌握简谐横波的生成规律及描述方法。
3. 学会运用波动规律解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点:理解横波的观点,掌握简谐横波的生成规律及描述方法。
2. 教学难点:如何运用波动规律解决实际问题,理解多解性及正确选择物理量。
三、教学准备1. 准备教学PPT,包含各种图片、动画和视频以辅助讲解。
2. 准备一些常见机械波的例子,如水波、声波等,供学生观察和理解。
3. 准备足够的习题,供学生练习和稳固知识。
4. 准备实验室或相关设备,以便学生实际操作和观察机械波的形成。
四、教学过程:(一)引入1. 复习回顾:高中物理中机械波的相关知识。
2. 提出疑问:什么是机械波?机械波是如何产生的?3. 引导学生思考,为新课做铺垫。
(二)新课1. 讲解机械波的基本观点,包括定义、分类、传播媒介等。
2. 通过具体实例,让学生了解机械波的产生过程和传播过程。
3. 引导学生分析简单机械波的传播规律,如波形、速度、周期等。
4. 引入介质中质点的运动规律,分析其在时间和空间上的变化。
5. 讲解机械波在生活和工程中的应用,如声波、水波等。
6. 组织学生讨论,提出问题,共同探讨解决的方法。
(三)实践1. 安排学生自行制作简单的机械波模型,如绳波、水波等,体验机械波的产生和传播过程。
2. 组织学生分组进行实验,观察和分析不同介质中机械波的传播特性。
3. 鼓励学生通过实践,加深对机械波的理解和掌握。
(四)总结与作业1. 总结本节课的主要内容,强调重点和难点。
2. 安置作业:撰写一篇关于机械波的小论文,总结所学知识和感受。
3. 提醒学生做好复习,为后续课程的学习打下基础。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 理解机械波的基本观点和性质。
2. 掌握简谐横波的波动方程和数学描述方法。
3. 能够通过实际数据和公式计算波动参数。
二、教学重难点1. 教学重点:机械波的基本观点和波动方程的理解和应用。
高中物理新教材复习教案(机械波)

第一单元第一单元 机械波的形成机械波的形成 波的图象波的图象教学目的:1、深刻理解机械波的形成的特点。
、深刻理解机械波的形成的特点。
2、熟练掌握波速、波长和频率的概念及大小关系。
、熟练掌握波速、波长和频率的概念及大小关系。
3、理解波的图象的物理意义,明确波的图象与振动的图象的区别,能利用波的图象求解相关问题。
图象求解相关问题。
教学过程:教学过程:一、基础知识点一、基础知识点(一)机械波(一)机械波1.机械波的形成.机械波的形成机械振动在介质中的传播叫机械波。
机械振动在介质中的传播叫机械波。
2.产生机械波的条件.产生机械波的条件A 波源,波源,B 介质介质3.波的种类.波的种类横波:振动方向垂直于传播方向的波。
横波有波峰和波谷。
例:水波近似看作横波;光波是横波,但是是电磁波;横波,但是是电磁波;纵波:振动方向平行于传播方向的波。
纵波有密部和疏部。
例:声波;地震时所产生的波既有横波也有纵波。
有横波也有纵波。
4、机械波的特点、机械波的特点(1)机械波传播的是振动的形式和能量。
质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波定向迁移。
向迁移。
(2)介质中各质点的振动的周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
而且各质点开始振动的方向与振源开始振动方向也相同,即各质点的振动方向与振源的振动方式完全一致。
一致。
(3)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
即离波源较近的介质质点越早开始振动,离波源较远的质点越晚开始振动。
在沿波传播方向上的两介质质点P 1和P 2,开始振动的时间差就是机械振动从一质点P 1传播到另一质点P 2的传播时间,即Vx t D=D ,如图1所示,图中x D 为P 1、P 2两质点平衡位置间的距离,V 为波速。
为波速。
4.波长l两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的两个质点间的距离。
两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的两个质点间的距离。
5.波长,频率和波速.波长,频率和波速质点的振动频率=波的频率波的频率波在介质中传播的速度叫做波速(波在一个周期内向前推进一个波长)波在介质中传播的速度叫做波速(波在一个周期内向前推进一个波长)注意:波速反映波在介质中传播快慢程度,而不是质点振动快慢的程度。
机械波的形成+导学案 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

第三章第1节机械波的形成导学案(人教版选择性必修第一册)课前预习学案:一、目标:1、知道直线上机械波的形成过程.2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.二、自主学习内容1.波的形成:引起波动的振动体叫波源.波源振动带动它相邻质点发生振动,并依次带动离波源更远的质点振动,只是的振动比前一质点的振动迟一些.于是,波源的振动逐渐传播开去.2.机械波产生的条件:(1)要有;(2)要有传播振动的.3.机械波的特点:(1)机械波传播的是质点的,也是传递能量和信息的一种方式.介质中的质点只是在平衡位置附近振动,并不随波的传播而迁移.(2)波动是大量质点的集体行为,各个质点的振动有一个时间差,离波源越远的质点振动越滞后.4.机械波的分类:机械波分成和两类.质点振动的方向与波的传播方向的波叫横波.在横波中,凸起的最高处叫,凹下的最低处叫.质点的振动方向跟传播方向的波叫纵波.在纵波中,质点分布最密的地方叫,质点分布最疏的部分叫.课内探究学习一:机械波的形成物理过程情景:手持绳子的一端连续上下抖动,可以看到一系列凹凸相间的波形。
分析方法:设想把绳分成许多小部分,每一小部分可以看作质点,质点之间具有相互作用力。
1、当绳的一端振动时,它将带动邻近的质点振动,邻近的质点又引起较远的质点发生振动,这样持续下去,就可使各个质点相继振动起来------提炼:绳中各质点在绳的一端的质点作用下做-------------振动;2.绳中各质点的振动步调-----------同;从而形成-------------------相间的波形;提炼:1.机械波的概念:2.机械波产生的条件:3.波的传播方向:二.对机械波的理解:思考:机械波有哪些特点?1.各质点在振源的作用下做-------------振动,其振幅和周期----------------同;2.各质点的起振方向与振源的起振方向---------------;3.各个质点振动的先后顺序后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______;4.波传播的是------------------------、----------------------、-----------------------------;5.机械波形成时,介质中的质点-----------------------------,并不随波----------------思考:1.波动与振动有什么区别?提炼:1.机械振动在介质中的传播,形成机械波,有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波.2.振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”;波动则是大量的、彼此相联系的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”.这种“群体行为”虽不同步但却是有秩序的.思考2。
高中物理《机械波》的教案

高中物理《机械波》的教案一、教学目标1. 让学生理解机械波的概念,了解机械波的形成和传播过程。
2. 让学生掌握机械波的性质,包括波长、波速、周期和频率。
3. 让学生学会运用机械波的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 机械波的定义和分类2. 机械波的形成和传播3. 机械波的性质4. 波的反射和折射5. 波的干涉和衍射三、教学重点与难点1. 重点:机械波的形成和传播过程,机械波的性质。
2. 难点:波的反射和折射,波的干涉和衍射。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械波的形成和传播过程。
2. 使用多媒体课件,生动展示机械波的图像和现象。
3. 利用实验和实践,让学生直观地感受机械波的特性。
4. 采用小组讨论法,培养学生的合作能力和解决问题的能力。
五、教学安排1. 第一课时:机械波的定义和分类2. 第二课时:机械波的形成和传播3. 第三课时:机械波的性质(波长、波速、周期和频率)4. 第四课时:波的反射和折射5. 第五课时:波的干涉和衍射六、教学策略1. 结合实际案例,让学生了解机械波在生活和工程中的应用。
2. 利用数学工具,如波动方程,分析机械波的传播特性。
3. 设计不同难度的题目,针对学生的掌握程度进行巩固和提高。
4. 鼓励学生进行课外阅读,了解机械波的前沿研究和最新应用。
七、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 作业完成情况:检查学生作业的完成质量,评估学生对知识点的掌握程度。
3. 章节测试:进行章节测试,分析学生的学习成果,及时发现并解决教学中存在的问题。
4. 学生反馈:收集学生对教学内容的意见和建议,不断优化教学方法。
八、教学资源1. 多媒体课件:制作涵盖重点知识点的课件,便于学生理解和记忆。
2. 实验器材:准备振动台、弦、光盘等实验器材,让学生直观地了解机械波的传播。
3. 教学视频:收集相关机械波现象的视频资料,增加课堂的趣味性。
高二物理《机械波的形成与传播》公开课导学案设计

《机械波的形成与传播》学案一、机械波的形成1.分组实验:每组一条约长2m 的带珠子的绳子,将绳子一端用手按在桌面上,手持另一端在水平桌面水平抖动,在绳子上产生一列凹凸相间的波传向另一端。
思考:(1)如果手握住绳子而不抖动,能形成波吗? 如果手不握住绳子抖动,能形成波吗?这说明波的形成需要 。
(2)观察绳上红色的珠子的运动情况。
它是否随着波向绳的另一端移动。
(3)绳子的一端振动后,为什么后面的珠子也跟着振动起来了?(4)通过观察和思考,你还有哪些发现或疑问?2.机械波的形成条件是:3.机械波的形成原因:4.通过作图再次体验机械波的形成过程。
画出下列时刻波的大致形状。
质点1振动的周期为T ,0=t 时刻质点1开始向上振动,4T 后刚好到达最高点,此时质点4开始振动。
波的传播方向0=t4Tt =2Tt =43Tt =T t =45Tt =二、机械波的传播规律1.2.3.4.三.机械波的概念:四.巩固练习1.关于波下列说法正确的是()A.有机械振动就有机械波B.没有机械波就没有机械振动C.有机械波就一定有机械振动D.机械波是机械振动在介质中的传播过程,它是传递能量的一种方式2.沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时,有()A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失C.离波源较近的质点先停止振动,较远的质点稍后停止振动D.离波源较远的质点先停止振动,较近的质点稍后停止振动3.在机械波的传播过程中()A.各质点都在各自的平衡位置附近振动B.相邻质点间必有相互作用C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点D.各质点也随波的传播而迁移4.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点()A.它们的周期相同B.质点D和F的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相同D.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置。
高一物理下册《机械波的产生》教案、教学设计

2.波动方程的推导和运用对学生来说具有一定的难度,需要引导学生逐步掌握推导过程,并学会解决实际问题。
3.学生在实验操作和数据处理方面存在一定的不足,需要加强实验指导,提高学生的实验能力和数据分析能力。
4.部分学生对物理学科的兴趣和积极性有待提高,教师应关注学生的情感需求,激发学生的学习兴趣。
3.教师在批改作业时,要及时给予反馈,指导学生改进学习方法,提高学习效果。
4.鼓励学生主动思考、提问,将疑问带到课堂上来,共同解决。
-设计丰富的课堂练习,巩固所学知识,提高学生的实际应用能力。
-结合实际问题,让学生运用所学知识解决,培养学生的创新能力。
6.情感态度与价值观的培养:
-关注学生的情感需求,激发学生对物理学科的兴趣和热情。
-借助机械波的产生和传播,引导学生认识自然界中事物之间的联系,培养环保意识。
四、教学内容与过程
(一)导入新课
4.设计丰富的课堂练习,巩固所学知识,并及时给予反馈,帮助学生查漏补缺,提高学习效果。
(三)情感态度与价值观
1.培养学生对物理学科的兴趣和热情,使其树立科学的世界观,认识到物理知识在实际生活中的应用价值。
2.通过学习机械波的产生和传播,使学生认识到自然界中事物之间的联系和相互作用,培养其尊重自然、保护环境的意识。
(四)课堂练习
在课堂练习环节,我将设计以下练习题:
1.基础知识题:涉及波速、波长、频率等概念的计算和应用。
2.实践操作题:要求学生运用所学知识,分析实验现象,解决实际问题。
3.思考题:引导学生深入思考机械波的产生、传播和应用,培养学生的创新意识。
(五)总结归纳
高中物理:《机械波》教案(新人教选修3-4)

3-4-2机械波二.教学重点:振动图象和波的图象三.教学难点:机械波及其图象四.教学过程:1.机械波的产生条件:①波源(机械振动)②传播振动的介质(相邻质点间存在相互作用力)。
2.机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。
(1)质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波。
(2)质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波。
质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间;有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间;有密部、疏部弹簧波、声波等3.机械波的传播(1)在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。
波速、波长和频率之间满足公式:v=λ f。
(2)介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动,是变加速运动,介质质点并不随波迁移。
(3)机械波转播的是振动形式、能量和信息。
(4)起振方向:介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。
【例1】如图,沿波的传播方向上有间距为2m的五个质点a、b、c、d、e,均静止在各自的平衡位置。
一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播,t=0时刻波到达质点a,质点a开始平衡位置向下运动,t=3s时质点a第一次到达最高点,则下列说法中不正确的是()A、质点d开始振动后的振动周期为4sB、t=4s时刻波恰好传到质点eC、t=5s时质点b到达最高点D、在3s<t<4s这段时间内质点c速度方向向上【例2】关于振动和波的关系,下列说法中正确的是()A、如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止B、物体作机械振动,一定产生机械波C、波的速度即波源的振动速度D、波在介质中的传播频率,与介质性质无关,仅由波源的振动频率决定4.振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别,但实际上它们有本质的区别。
(1)物理意义不同:振动图象表示同一质点在不同时刻的位移;波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。
(2)图象的横坐标的单位不同:振动图象的横坐标表示时间;波的图象的横坐标表示距离。
2024-2025学年高中物理第三章机械波1波的形成教案新人教版选择性必修第一册

3. 信息化资源:物理教学视频、动画、图片、相关论文和学术资料。
4. 教学手段:讲授法、实验法、讨论法、小组合作学习法。
教学过程设计
1. 导入新课(5分钟)
目标: 引起学生对机械波的兴趣,激发其探索欲望。
过程:
开场提问:“你们知道什么是机械波吗?它与我们的生活有什么关系?”
展示一些关于机械波的图片或视频片段,让学生初步感受机械波的魅力或特点。
简短介绍机械波的基本概念和重要性,为接下来的学习打下基础。
2. 机械波基础知识讲解(10分钟)
目标: 让学生了解机械波的基本概念、组成部分和原理。
过程:
讲解机械波的定义,包括其主要组成元素或结构。
详细介绍机械波的组成部分或功能,使用图表或示意图帮助学生理解。
强调机械波在现实生活或学习中的价值和作用,鼓励学生进一步探索和应用机械波。
布置课后作业:让学生撰写一篇关于机械波的短文或报告,以巩固学习效果。
拓展与延伸
1. 提供与本节课内容相关的拓展阅读材料:
- 《机械波的传播与应用》:介绍机械波在工程、物理等领域的应用,让学生了解机械波的实际意义。
- 《波动方程的推导与解析》:深入解析波动方程的推导过程,帮助学生理解机械波的数学表达。
学习者分析
1. 学生已经掌握了哪些相关知识:学生在进入本节课学习前,应已掌握基础知识,如力学、振动等。他们可能已经了解振动的概念,并能描述振动的特点。此外,学生应具备一定的观察和实验能力,以便于通过实验观察波的形成和传播。
2. 学生的学习兴趣、能力和学习风格:对于物理学科,学生可能对实验和实践类活动更感兴趣。在学习能力方面,学生可能对新知识有一定接受能力,但可能在理解波的形成和传播的原理方面存在困难。在学习风格上,有的学生可能更偏好 visual learning,而有的学生可能更喜欢 kinesthetic learning。
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§5.5机械波5.5.1、机械波机械振动在介质中的传播形成机械波,波传递的是振动和能量,而介质本身并不迁移。
自然界存在两种简单的波:质点振动方向与波的传播方向垂直时,称为横波;与传播方向一致时,叫纵波,具有切变弹性的介质能传播横波;具有体变弹性的介质可传播纵波,固体液体中可以同时有横波和纵波,而在气体中一般就只有纵波存在了。
在波动中,波上相邻两个同相位质点间的距离,叫做一个波长,也就是质点作一个全振动时,振动传播的距离。
由于波上任一个质点都在做受迫振动,因此?、在波动中,波长它们的振动频率都与振源的振动频率相等,也就是波的频率,fv 之间满足与传播速度频率???fv?T(1)注意:波速不同于振动质点的运动速度,波速与传播介质的密度及弹性性质有关。
5.5.2、波动方程vx轴正方向传播,设波源O沿如图5-5-1所示,一列横波以速度点的振动y方程为:v??soAcy(t??)0O x P x点滞后时间的振动比P在O轴上任意点x?t??)?(t p v点的相位为时,PO,即当点相位为0图5-5-1x??l???)(t?f???0???f?f?2v v??T,P点振动方程为,由,,x?????)tAcos?(y???0v?? ?x2??)?os2(ft??Ac0???x22?)ts(???Aco0?T这就是波动方程,它可以描述平面简谐波的传播方向上任意点的振动规律。
vx)式只需改变的正负。
由波动方程,可以当波向(轴负方向传播时,2x 处的运动规律)求某定点(11xx?,得代入式(将6-14)1?x21??)?2y?Acos(t?01?T ??)?Act(?os 1?x2??1??x01?质点作简谐振动的初相位。
其中为1xx的相位差与(2)求两点12x?xxx的相位差)式,得两点将、代入(2 122x?x????122????21???2k(?x?kx??k??2122,则该两点同相,它们的位移和速,则若为整数)?(k1)2?x?(k?x??)1k(2???122,则该两点相位相度都相同。
若,则为整数)反,它们的位移和速度大小相同,速度方向刚好相反。
球面波的波动方程与平面波相比,略有不同,对于球面波,其振幅随传播距离的rAAr。
,离波源距离为增加而衰减,设离波源距离为处的振幅为处的振幅为2211.则有Ar?Ar 2112即振幅与传播的距离成反比球面简谐波的方程为?2A?(t??sr)co(yr,t)?r式中A是与波源的距离为一个单位长度处的振幅。
3、波的叠加和干涉当空间存在两个(或两个以上)振源发出的波时,空间任一点的扰动是各个波在该点产生的扰动的矢量和,这叫做波的叠加原理。
当有频率相同、振动方向相同的两列波在空间叠加时,会出现某些地方振动增强,某些地方振动减弱的现象,叫做波的干涉,这样的两列波叫相干波。
SSS至P两振源的位相相同,设有两列相干波自振源空间任一点、发出,112rSr (图5-5-2),至,则两列波在的距离为P的距离为点产生的振动的相位差221为r?r P??122??r?1S??k?k??2(r1当为整数),即当波程差{d2?Sr??kr??rr??22122时,P点的合振动加5-5-2图强;??)k??1?(2,即当波程差当?)k2?1?r?r??r(122点振动的强弱由波点的合振动减弱,可见PP时,r?r?r?点位置的函数。
P程差决定,是12.当某一点距离两同位相波源的波程差等于零或者总之,iiC1是波长的整数倍时,该点振动的合振幅最大,即其振动r是加强的;当某一点距离两同位波源的波程差等于半波长或半波长的奇数倍时,该点振动的合振幅最小,即其振动图5-5-3 总是削弱的。
4、波的反射、折射和衍射当波在传播过程中遇到的两种介质的交界面时,一部分返回原介质中,称为反射波;另一部分将透入第二种介质继续传播,称为折射波,入射波的传播方向与交界面的法线ii,反射波的传播方向与交界(叫入射角)成角,??ii。
折射波的传播方面的法线成叫反射角)角(??5-5-4图向与法线成角(5-5-3叫折射角),如图,则有?ii?ciins1?csinr2cc)1式中为波在折射介质中的传播速度,(为波在入射介质中的传播速度,12 2)式称为波的折射定律。
(式称为波的反射定律,反射的波形有所不弦上的波在线密度不同的两种弦的连结点处要发生反射,同。
.设弦上有一向上脉冲波,如图5-5-4,传到自由端以后反射,自由端可看成新的振源,振动得以继续延续下去,故反身波仍为向上的脉冲波,只是波形左右颠倒。
当弦上有向上脉冲波经固定端反射时,固,由牛顿第三定律,定端也可看成新的“振源”固定端对弦的作用力方向与原脉冲对固定端的作用力方向相反,故反射脉冲向下,即波形不仅左、右颠倒,上、下也颠倒,这时反射波可看成5-5-5图,将周期波)入射波反向延伸的负值(如图5-5-5 看成一系列连续脉冲,周期波经自由端或固定端的反射也可由此得出。
波在传播过程中遇到障碍物时,偏离原来的传播方向,传到障碍物“阴影”或者跟波长相差不多时,区域的现象叫波的衍射。
当障碍物或孔的尺寸比波长小,衍射现象比较明显;当障碍物或孔的尺寸比波长大的时候,衍射现象仍然存在,只是发生衍射的部分跟直进部分相比,范围较小,强度很弱,不够明显而已。
此外,在障碍物或小孔尺寸一定的情况下,波长越长,衍射现象越明显。
、驻波6.55.驻波是频率相同、振幅相同、振动方向一致、传播方向相反的两列简谐波叠,设弦上传递的是连续的周期波,波源的振动方程为加的结果,如图6-5-6?tcosy?A0向左传播的入射波表达式为?2?)cos(t?xA?y1?5?4,则入射波传到反射点时的相位为设波源到固定端的距离为??5522???????x?(t??tt?)??42考虑到入射波和反射波在连接点的振动相位相反,即入射波在反射时产生了?的相位突变,故反射波在反射点的相位为57????????t?t22的相位为反射波在原点P75?????6tt????22因而,反射波的波动方程为??22???x)t?x)?y?Acos(t?6A?cos(2??合成波为:??22??x?))??y?yAcos(At?cos(txy?21???2?tos(x)co?2Acs??2x)2Acos(?与x有合成波的振幅为关,振幅最大处为波腹,振幅最小处为波y 节。
波腹的位置为?2?k?x??x ABDO?kx?E ?2 ,k?0?1,F2即5-5-6图等处。
、E、F5-6-6如图中的Dλ?波节的位置为22A?12?)k?x?(?2?1)k??x(22即波腹波节波节波腹 2,?0k?,1? 图5-5-7如图5-5-7中的O、A、B等处。
?2。
相邻两波节(或波腹)之间的间距为t?0、T、不同时刻驻波的波形如图5-6-7所示,其中实线表示2T……时的1193t?Tt?TTT8822……时的波形;点划线表示波形;点线表示、、时的波形。
5.5.6、多普勒效应站在铁路旁边听到车的汽笛声,发现当列车迎面而来时音调较静止时为高,而列车迅速离去时音调较静止时为低,此外,若声源静止而观察者运动,或者声源和观察者都运动,也会发生收听频率和声源频率不一致的现象,这种现象称为多普勒效应。
下面分别探讨各种情况下多普勒频移的公式:(1)波源静止观察者运动情形v若观察者以速度所示,静止点波源发出的球面波波面是同心的,如图5-5-8D???c??vccv?c,趋向或离开波源,则波动相对于观察者的传播速度变为或DD 于是观察者感受到的频率为?vc?cc?D?f?c??c vv c D f D之比为从而它与波源频率c DDS cc?v?fcc D?cf5-5-8图)波源运动观察者静止情形(2v?????vsT它发出的球面波不运动,若波源以速度S?所示两圆分别是时间相隔一5-5-9再同心。
图??????vsT它们中心之间的距离为T 个周期的两个波面。
DD图5-5-9v T,从而对于迎面而来或背离而去的观察者来说,有效的波长为S???? vT?(c v?)T SS观察者感受到的频率为cccf???f????(cv)Tcv SS f之比为因而它与波源频率?cf?vcf S(3)波源和观察者都运动的情形此处只考虑波的传播方向、波源速度、观察者速度三者共线的特殊情况,这时有效波速和波长都发生了变化,观察者感受到的频率为?c?vcc?v?DD??ff????(cv)Tcv SS f之比为从而它与波源频率?c?fv D?fcv S下举一个例单行道上,有一支乐队,沿同一个方向前进,乐队后面有一坐在车上的旅行者向他们靠近。
此时,乐队正在奏出频率为440HZ的音调。
在乐队前的街上有一固定话筒作现场转播。
旅行者从车上的收音机收听演奏,发现从前面乐队直接听到的声音和从广播听到的声音混合后产生拍,并测出三秒钟有四拍,车速为18km/h,求乐队前进速度。
(声速=330m/s)。
解:先考虑车上听到的频率,连续两次应用多普勒效应,有.c v?f?f车f?(1?)?f01c?v f21c为旅行者听到乐队的频率)(乐2c?v车f??f02v?c 得乐收音机得到频率为c c?v??ff车f??f03c?v43c 旅行者听到广播频率为乐4HZf?f?v343综上得:又拍频为=2.98m/s乐5.6.7.声波机械振动在空气中的传播称为声波。
声波作用于人耳,产生声音感觉。
人耳HH 的声波叫超声波。
超声波具16~2000020000。
频率超过可闻声波频率是ZZ H的声波称为次声波。
在标准情况下,频率小于16有良好的定向性和贯穿能力。
Z声波在空气中的速度为331m/s。
(1)声波的反射—声波遇障碍物而改变原来传播方向的现象。
回声和原来的声波在人耳中相隔至少0.1秒以上,人耳才能分辨,否则两种声音将混在一起,加强原声。
室内的声波,经多次反射和吸收,最后消失,这样声源停止发声后,声音还可在耳中继续一段时间,这段时间叫交混回响时间。
交混回响时间太长,前后音互相重叠,分辨不清;交混时间太短,给人以单调不丰满的感觉,这种房间不适于演奏。
(2)声波的干涉——两列同频率同振幅的声波在媒质中相遇而发生的波干涉现象。
)声波的衍射——声波遇障碍物而发生的波衍射现象。
由于声波波长在3(.17cm—17m之间,与一般障碍物尺寸可相比拟,可绕过障碍物进行传播。
而可?m,一般障碍物不能被光绕过去。
这就是“闻其声而不0.8见光的波长在0.4—见其人”的缘由。
(4)共鸣——声音的共振现象音叉和空气柱可以发生共鸣。
在一个盛水的容器中插入一根玻璃管,在管口上方放一个正在发声的音叉,当把玻璃管提起和放下,以改变玻璃管中空气柱的长度时,便可以观察到空气柱1?)?(nL?n在这个实验中发生共鸣的条件是:L与音叉发生共鸣的现象。