高二物理選修3-4第十二章-機械波(人教版)知識復(fù)習(xí)提綱

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中物理選修3-4知識點總結(jié)：第十二章機械波（人教版）第十二章：機械波這一章主要是對波進行研究學(xué)習(xí)，從波的成因到機械波的有關(guān)參數(shù)。這一章中最重要的一點就是如何從圖像上得到有關(guān)波的各項參數(shù)，還要求能過繪制波的圖形。關(guān)于波的反射、折射、衍射和干涉都是比較重要的內(nèi)容，重在理解。在本章末的多普勒效應(yīng)是聲波的一個實際的運用，掌握其中的物理原理。考試的要求：、對所學(xué)知識要知道其含義，并能在有關(guān)的問題中識別并直接運用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識”。、能夠理解所學(xué)知識的確切含義以及和其他知識的聯(lián)系，能夠解釋，在實際問題的分析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)

2、的“理解”，“應(yīng)用”。要求：機械波、橫波、縱波、波的干涉、波的衍射和多普勒效應(yīng)等有關(guān)的內(nèi)容。要求：波的圖像、波速與波長以及周期之間的關(guān)系等有關(guān)的知識。知識網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)容詳解：一、波的形成和傳播：機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機械波。機械波產(chǎn)生的條件有兩個：要有做機械振動的物體作為波源。是要有能夠傳播機械振動的介質(zhì)。橫波和縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬赫茲。機械波的特點：每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡振振動，后一質(zhì)點的振動總是

3、落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動。波只是傳播運動形式和振動能量，介質(zhì)并不隨波遷移。振動和波動的比較：兩者的聯(lián)系：振動和波動都是物體的周期性運動，在運動過程中使物體回到原來平衡位置的力，一般來說都是彈性力，就整個物體來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動。而對構(gòu)成物體的單個質(zhì)點來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動，因此可以說振動是波動的起因，波動是振動在時空上的延伸，沒有振動一定沒有波動，有振動也不一定有波動，但有波動一定有振動。二者的區(qū)別：從運動現(xiàn)象來看：振動是一個質(zhì)點或一個物體通過某一中心，平衡位置的往復(fù)運動，而波動是由振動引起的，是介質(zhì)中大量質(zhì)點依次發(fā)生振動而形成的集體運動。從運動原因來看：振動是由于質(zhì)點離開平衡位置后

4、受到回復(fù)力的作用，而波動是由于彈性介質(zhì)中某一部分受到擾動后發(fā)生形變，產(chǎn)生了彈力而帶動與它相鄰部分質(zhì)點也隨同它做同樣的運動，這樣由近及遠(yuǎn)地向外傳開，在波動中各介質(zhì)質(zhì)點也受到回復(fù)力的作用。從能量變化來看：振動系統(tǒng)的動能與勢能相互轉(zhuǎn)換，對于簡諧運動，動能最大時勢能為零，勢能最大時動能為零，總的機械能守恒，波在傳播過程中，由振源帶動它相鄰的質(zhì)點運動，即振源將機械能傳遞給相鄰的質(zhì)點，這個質(zhì)點再將能量傳遞給下一個質(zhì)點，因此說波的傳播過程是一個傳播能量的過程，每個質(zhì)點都不停地吸收能量，同時向外傳遞能量，當(dāng)波源停止振動，不再向外傳遞能量時，各個質(zhì)點的振動也會相繼停下來。二、波的圖像：用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方

5、向上各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。簡諧波的圖像是正弦曲線，也叫正弦波。簡諧波的波形曲線與質(zhì)點的振動圖像都是正弦曲線，但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移，振動圖像則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點”在“各個時刻”的位移。由某時刻的波形圖畫出另一時刻的波形圖：平移法：先算出經(jīng)時間t波傳播的距離x=vt，再把波形沿波的傳播方向平移x即可。因為波動圖像的重復(fù)性，若已知波長，則波形平移，則波形平移，時波形不變。當(dāng)x=n+x時,可采取去整n留零x的方法,只需平移x即可。特殊點法：在波形上找兩特殊點，如過平衡位置的點和與相鄰的波峰、波谷點，先確定

6、這兩點的振動方向，再看t=nT+t由于經(jīng)nT波形不變,所以也采取去整nT留零t的方法,分別作出兩特殊點經(jīng)t后的位置,然后按正弦規(guī)律畫出新波形。三、波長、波速和頻率（周期）的關(guān)系：描述機械波的物理量波長：兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。頻率f：波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。波速v：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。波速與波長和頻率的關(guān)系：四、波的反射和折射波的干涉和衍射:兩個概念：波線和波面。波面：運動狀態(tài)相同的點構(gòu)成的一個球面就是波面。波線：與波面垂直的線就是波線?；莞乖恚航?/p>

7、質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看作發(fā)射子波的波源，而后任意時刻，這些子波在波前進方向的包絡(luò)面便是新的波面。根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時刻的波陣面，就可以確定下一時刻的波陣面。波的反射：波遇到障礙物會返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射。反射定律：入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。入射角（i）和反射角（i）：入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角。反射波的波線與平面法線的夾角i叫做反射角。反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同。波遇到兩種介質(zhì)界面時，總存在反射波的折射：波的折射：波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射

8、。折射角（r）：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角r叫做折射角。折射定律：入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè)。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比。當(dāng)入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。當(dāng)入射速度小于折射速度時，折射角折離法線。當(dāng)垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發(fā)生改變。波發(fā)生折射的原因：是波在不同介質(zhì)中的速度不同。衍射：波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動

9、加強，使某些區(qū)域振動減弱，并且振動加強和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動加強區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的，加強區(qū)的振幅等于兩列波振幅之和，減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。判斷加強與減弱區(qū)域的方法一般有兩種：畫峰谷波形圖，峰峰或谷谷相遇增強，峰谷相遇減弱。相干波源振動相同時，某點到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強，是半波長奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。振動加強點和減弱點的判斷方法：!條件判斷法：!現(xiàn)象判斷法：五、多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)的成因：聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。紅移現(xiàn)象：在20世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多