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波長、周期、頻率、波速的定義及關系解析

更新時間:2024-07-18 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

波長Xrg物理好資源網(原物理ok網)

在波中,相對于平衡位置的位移始終等于兩個相鄰粒子之間的距離。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

橫波中相鄰兩個波峰(或波谷)之間的距離波長和頻率的關系,縱波中相鄰兩個密集部分(或稀疏部分)之間的距離均等于波長。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

循環Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波在介質中傳播一個波長所需的時間。波的周期與其傳播的介質無關,而是取決于波的來源。當波從一種介質進入另一種介質時,周期不會改變。周期用 T 表示。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

頻率Xrg物理好資源網(原物理ok網)

單位時間內傳播的完整波(即波長)的數量。周期的倒數就是波的頻率。當波源振動一個周期時,波源帶動的其他粒子也完成一次完整的振動,波在介質中前進一個波長。因此,波的頻率就是波源振動的頻率。頻率用f表示。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波速Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波在單位時間內傳播的距離。機械波的速度取決于介質,通常與頻率無關。速度用 V 表示。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(1)機械波的速度與傳播介質的性質有關。同一類型但不同頻率的機械波在同一介質中傳播的速度相同;同一頻率的橫波和縱波在同一介質中傳播的速度不同。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(2)波在同樣的均勻介質中以恒定的速度向前傳播,波速v是恒定的;而質點的振動是變加速度運動,振動速度隨時都在變化。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波速、波長、頻率、周期的關系Xrg物理好資源網(原物理ok網)

①經過一個周期T,振動在介質中傳播的距離為波長λ,所以波速為Xrg物理好資源網(原物理ok網)

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②由于周期T與頻率f互為倒數(即f=1/T),所以上式可寫為V=λf。該公式表明波速等于波長與頻率的乘積。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波長、波速和頻率的決定因素Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(1)周期和頻率僅取決于波源,與v和λ沒有直接關系。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(2)速度取決于介質的物理性質,與T和λ無直接關系。只要介質不變,v就不會變,也不由T和λ決定;反之,如果介質發生變化,v也會變化。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(3)波長λ取決于v和T,只要v和T其中一個發生變化,λ值必然發生變化,同時保持V=λf的關系。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

練習Xrg物理好資源網(原物理ok網)

1、圖中所示為某一時刻簡諧橫波的波形。該時刻粒子P的振動速度為v。經過0.2s后,粒子P的速度仍為v;再經過0.2s,粒子P的速度為v但方向相反。則此波()。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波長和頻率的關系Xrg物理好資源網(原物理ok網)

A.沿x軸負方向傳播,波速v=7.5m/sXrg物理好資源網(原物理ok網)

B.沿x軸正方向傳播,波速v=7.5m/sXrg物理好資源網(原物理ok網)

C. 沿 x 軸負方向傳播,波速為 v = 5 m/sXrg物理好資源網(原物理ok網)

D.沿x軸正方向傳播,波速v=5m/sXrg物理好資源網(原物理ok網)

2.如圖所示,實線為t=0時刻簡諧波的波形圖像波長和頻率的關系,虛線為t=0.5s時刻簡諧波的波形圖像。試求:Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波長和頻率的關系Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(1)波的傳播速度。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(2)如果波沿負 x 軸傳播,其頻率最小。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(3)如果波速為 26 米/秒,那么波沿哪個方向傳播?Xrg物理好資源網(原物理ok網)

練習答案Xrg物理好資源網(原物理ok網)

1.從波浪圖像上我們可以直接讀出振幅A=0.02m,波長λ=4m。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

根據粒子P連續兩個0.2s的初、終狀態,振動周期T由公式計算Xrg物理好資源網(原物理ok網)

速度是可以計算出來的。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

2. (1)從圖中可以看出留學之路,波長V = λf。如果波向右傳播,則兩個波形之間的距離為Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波長,即它們之間的時間差Xrg物理好資源網(原物理ok網)

波長和頻率的關系Xrg物理好資源網(原物理ok網)

,其周期為Xrg物理好資源網(原物理ok網)

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波速為Xrg物理好資源網(原物理ok網)

如果波向左傳播,那么Xrg物理好資源網(原物理ok網)

所以Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(2)由上一個問題可知,當波向左傳播時,Xrg物理好資源網(原物理ok網)

,頻率Xrg物理好資源網(原物理ok網)

;當n=0時,頻率最小,其值Xrg物理好資源網(原物理ok網)

(3)通過Xrg物理好資源網(原物理ok網)

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因此,波沿 x 軸正方向傳播。Xrg物理好資源網(原物理ok網)

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