水波的反射水波的反射ppt課件.ppt

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1、第六章波6-1波的性質(zhì)波動(dòng)的現(xiàn)象波動(dòng):介質(zhì)受到擾動(dòng),將擾動(dòng)向前(外)傳遞的現(xiàn)象,即振動(dòng)由波源處依序往外傳遞的現(xiàn)象傳遞波動(dòng)的物質(zhì)稱為介質(zhì)。p.135波動(dòng)的性質(zhì)當(dāng)波動(dòng)通過時(shí),質(zhì)點(diǎn)跟著上下移動(dòng),如圖中P點(diǎn);但波動(dòng)傳過後,它又恢復(fù)靜止,並未隨著波動(dòng)前進(jìn)。波動(dòng)並不傳遞物質(zhì),它只傳遞擾動(dòng)的能量。p.135繩波的觀察圖中波向右行進(jìn)時(shí),繩上P點(diǎn)僅作上下運(yùn)動(dòng),而不是向右運(yùn)動(dòng)。圖中波向右行進(jìn)時(shí),繩上1、2、3各點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),4、5、6各點(diǎn)則是向下運(yùn)動(dòng)。p.135波的分類(一):依波傳播時(shí)是否需要介質(zhì),可分為:力學(xué)波(機(jī)械波): 需介質(zhì)才能傳播,如:繩波、水波、聲波。電磁波: 在真空中亦可傳播

2、,如:無線電波、紅外光、可見光、紫外光。p.136波的分類(二):依介質(zhì)振動(dòng)方向與波行進(jìn)方向可分為:橫波: 介質(zhì)的振動(dòng)方向和波的行進(jìn)方向垂直。(動(dòng)畫)縱波: 介質(zhì)的振動(dòng)方向和波的行進(jìn)方向平行。(動(dòng)畫)按此觀看影片-各種波動(dòng)(02:16)p.136試問:水波為橫波或縱波?p.136解答:水波是橫波和縱波的混合,不是單純的橫波或縱波。當(dāng)水波在水面上向右傳播時(shí),水面上的質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)。週期波的描述週期波 若將繩子振動(dòng)端做連續(xù)且有規(guī)律的上下振動(dòng),則所產(chǎn)生的波稱為週期波。名詞解釋(以橫波為例)振幅?波峰?波谷?頻率?週期?波形的最高點(diǎn),稱為波峰波形的最低點(diǎn),稱為波谷週期(T):繩

3、上各點(diǎn)做一次完整振動(dòng)所需的時(shí)間,單位:秒頻率(f):繩上的質(zhì)點(diǎn)在每秒內(nèi)所做完整振動(dòng)的次數(shù),單位:1∕秒,赫茲(Hz),簡(jiǎn)稱赫繩上各點(diǎn)從未振動(dòng)前的位置算起所能移動(dòng)的最大距離稱為振幅(amplitude)p.137波速波速:波在介質(zhì)中傳遞的速率或是波形移動(dòng)的速率在一個(gè)週期的時(shí)間內(nèi),波前進(jìn)了一個(gè)波長(zhǎng)的距離。波速是由介質(zhì)的性質(zhì)和狀況來決定,在同一介質(zhì)中週期波頻率增加,並不會(huì)使波速增加,而會(huì)使波長(zhǎng)減短。由動(dòng)畫理解此公式p.138例1:在一彈性繩的一端振動(dòng)產(chǎn)生週期波,每秒振動(dòng)60次,經(jīng)測(cè)量得知所產(chǎn)生的波在繩上的波速為72公尺∕秒,則繩上的波長(zhǎng)是多少?振動(dòng)的週期又是多少?由v=fλ可

4、得72=60×λ,故波長(zhǎng)λ=1.2公尺。週期與頻率互為倒數(shù),週期T=1/f,得週期T=1/60秒。例2:一個(gè)半徑為30公分的臉盆內(nèi)盛水半滿,在圓心的正上方處有一會(huì)滴水的水龍頭,已知水滴落入臉盆內(nèi)所產(chǎn)生的圓形水波到達(dá)臉盆邊緣需歷時(shí)0.5秒,相鄰兩圓形水波的距離為5公分,則水龍頭滴水的頻率為多少赫茲?﹝提示:水波依然會(huì)遵守運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念﹞由題意可知,水波移動(dòng)的速率v===60(cm/s) ,而水波的波長(zhǎng)為5公分, 又因v=f?λ?60=f?5?f=12(Hz)。水波的觀察(一)水波為平面波,水波凸出水面的波紋相當(dāng)於凸透鏡,能會(huì)聚光線,在白幕上形成亮紋;反之,水波凹入水面

5、的波紋相當(dāng)於凹透鏡,能發(fā)散光線,在白幕上形成暗紋。p.143水波的觀察(二)照片中白色的圓是亮紋,表示凸出水面的波紋,亮紋中央處為波峰;黑色的圓則是暗紋,為凹入水面的波紋所形成,暗紋中央處為波谷。波前(wavefront)照片中每一條亮紋中央可看成相鄰波峰的連線。介質(zhì)中相鄰且振動(dòng)位移相同(如波峰、波谷……)的點(diǎn)之連線,稱為波前,但不限定是波峰或波谷。波的行進(jìn)方向與波前垂直,如圖中紅色箭頭就是波行進(jìn)方向。上圖為圓形波,下圖為直線波。例1例1:使用水波槽做水的波動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí),下列敘述中何者正確?(A)實(shí)驗(yàn)中起波器的起波頻率必須保持一定(B)白幕上的亮帶相當(dāng)於水波的波谷(C)進(jìn)行

6、「水波的折射」實(shí)驗(yàn)時(shí),需使用密度不同 的兩種液體(D)水波遇到障礙物反射後,滿足反射定律及波速 不變的原則(E)在白幕上測(cè)得的波長(zhǎng),等於實(shí)際水波的波長(zhǎng)。例1答案答案:(A)(D) (B)白幕上的亮帶相當(dāng)於水波的波峰。(C)「水波的折射」實(shí)驗(yàn),是以深水、淺水區(qū) 作為兩種不同的介質(zhì)。(E)白幕上測(cè)得的波長(zhǎng),大於實(shí)際水波的波 長(zhǎng)。這是因?yàn)樗ú壑?,波長(zhǎng)經(jīng)過投影的 結(jié)果。水波的反射水波的反射:水波傳遞遇到障礙物時(shí),傳遞方向改變的現(xiàn)象。名稱介紹法線▼入射線▼反射線▼入射角▼反射角▼與界面(障礙物)垂直的線,如圖中黑色虛線。入射波的行進(jìn)方向,如圖中紅色箭頭。反射波的行進(jìn)方向,如圖中

7、藍(lán)色箭頭。入射線與法線的夾角,如圖中θ1。反射線與法線的夾角,如圖中θ2。p.140反射定律水波的反射定律入射角θ1等於反射角θ2。入射線、反射線在法線的不同側(cè),且三線在同一平面上。水波的折射水波在深水區(qū)與淺水區(qū)的波速並不相同,深水區(qū)波速較快,因此深水區(qū)與淺水區(qū)可以視為不同的傳播介質(zhì)。因波速改變,造成波行進(jìn)方向偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,稱為折射。(動(dòng)畫)按此觀看影片-水波的反射、折射與應(yīng)用(02:48)p.144水波的折射水波由深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)時(shí),行進(jìn)的方向偏向法線。折射定律水波折射定律定性描述入射線、折射線在法線的兩側(cè),且三線在同一平面上。當(dāng)入射角θ

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