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    (1)一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时波的图象如图1所示,质点M沿y轴的正方向运动,则这列波的波长是______,传播方向是______;在一个周期内,质点M通过的路程是______.
    (2)如图2所示,平面MN是介质与真空的交界面,介质中有一点A,真空中有一点B,P是A、B连线与界面的交点.如果由A点发出的一束激光,射到界面上的Q点(图中未画出),进入真空后经过B点.则Q点在P点的______(填“左侧”或“右侧”).
    (3)火车向观察者高速驶来时,观察者听到火车汽笛声的音调______(填“变高”、“变低”或“不变”).
    魔方格

    本题信息:2009年广州二模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “(1)一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时波的图象如图1所示,质点M沿y轴的正方向运动,则这列波的波长是______,传播方向是______;在一个周期内,质点M通过的路...” 主要考查您对

横波与纵波

波长、频率和波速

多普勒效应

光的折射定律

折射率

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  • 横波与纵波
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横波与纵波:

1、横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,横波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。只有固体能传播横波。
2、纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波,纵波有密部和疏部。气体、液体、固体都能传播纵波。

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,叫做波长,通常用λ表示
另一种定义方式:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长
2.意义:波长反映了波在空间的周期性
平衡位置相距的质点振动相同,平衡位置相距的质点振动相反(其中n=0,l,2…)
3.备注:①注意定义中两个要素:“总是”,“相邻”
②在横波中两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长。
③在一个周期内机械波传播的距离等于一个波长

周期与频率:

1.概念: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,这个周期或频率也叫做波的周期或频率
2.关系:频率与周期的关系:
3.备注:①波源振动一个周期,被波源带动的质点刚好完成一个全振动,波在介质中传播一个波长
②波的频率等于单位时间内波形成完整波的个数;等于单位时间内通过介质中某点完整波形的个数;等于介质内已开始振动的任一质点在单位时间内完成全振动的次数;等于单位时间内沿波传播方向上传播距离与波长的比值,即传播距离内包含完整波形的个数
③每经历一个周期,波形图重复一次

波速:

1.定义:单位时间内振动向外传播的距离
2.定义式:
3.意义:波速是指振动在介质中传播的快慢程度
4.备注:波速与质点振动速度不同,且与其无关

三者关系:

1.定量关系:经过一个周期T,振动在介质中传播的距离等于一个波长λ,所以
2.决定因素:(1)周期T和频率f取决于波源,与v、λ无关,与介质无关。波从一种介质进人另一种介质时,周期和频率是不变的。
(2)波速v由介质本身性质决定,与f,λ无关。
(3)波长λ决定于v和f(或T),只要v和f其中一个改变,λ就改变



质点振动方向与波的传播方向的互判方法:

已知质点的振动方向可判断波的传播方向;相反,已知波的传播方向可判断质点的振动方向。
1.上下坡法
沿波的传播方向看,“上坡”的点向下振动,“下坡”的点向上振动,简称“上坡下,下坡上”。如图所示。
逆着波的传播方向看,“上坡”的点向上振动,“下坡’’的点向下振动。

2.同侧法
在波的图像上的某一点,沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧。如图所示。

3.带动法(特殊点法)
如图所示为一沿x轴正方向传播的横波,根据波的形成,靠近波源的点能带动它邻近的离波源稍远的点,可判断质点的振动方向。在质点P附近靠近波源一方的图线上另找一点P',若P’在P上方,P '带动P向上运动,则P向上运动;若P’在P下方,P带动 P’向下运动,则P’向下运动。

4.微平移法
将波形沿波的传播方向做微小移动,如图中虚线所示,由于质点仅在y轴方向上振动,所以,即质点运动后的位置,故该时刻A、B沿y轴正方向运动,C、D沿y轴负方向运动。


多普勒效应:

1、定义:由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到频率发生变化的现象。
2、特点:当波源与观察者有相对运动,两者相互接近时,观察者接收到的频率增大;两者相互远离时,观察者接收到的频率减小。
3、定性分析:当波源与观察者相对静止时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,观察到的频率等于波源振动的频率;当波源与观察者相向运动时,1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,观察到的频率增加;反之,当波源与观察者互相远离时,观察到的频率变小
4、备注:
(1)发生多普勒效应时,波源本身的频率并没有变化,只是观察者接收到的频率发生了变化
(2)多普勒效应是波特有的现象,一切波都可以发生多普勒效应

多普勒效应产生原因的定量分析:

设u表示波源相对介质的速度,v表示观察者相对介质的速度,V表示波的传播速度.f和f'分别表示波源频率和观察者接收到的频率。
(1)波源和观察者相对介质都不动,单位时间内波源振动f次,波传播距离在数值上等于V,即发出的波分布在长度V上,共有f个波长,观察者接收到的频率是单位时间内通过观察者的完全波数,故即接收到的频率等于波源的频率。如图甲所示。
(2)波源相对介质不动,而观察者向波源运动,则渡相对观察者的速度为,根据公式即接收到的频率增加为波源频率的倍一同理可知,观察者远离波源运动,观察者接收到的频率为如图乙所示。
(3)观察者静止,波源以速度u向观察者运动,波速V与波源的运动无关,但波长被压缩为故观察者接收到的频率即观察者接收到的频率增大,反之,若波源远离观察者时,观察者接收到的频率减小。如图丙所示。


光的折射定律:

1、光的折射现象:光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
2、光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
3、在折射现象中,光路是可逆的。


折射成像作图法:

 1.折射成像画法应用折射定律,确定物点发出的任意两条入射光线的折射光线,即可找到折射所成的像。如图所示。
 
2.四点提示
(1)光线实际是从哪个物体发出的;
(2)是从光密介质射向光疏介质还是从光疏介质射向光密介质;
(3)必要的时候还需要借助光的可逆性原理;
(4)注意作图时一定要规范,光线与法线、光线的反向延长线要用实线和虚线区分。


折射率:

1、光从真空射入某种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr。
2、光密介质和光疏介质:某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,即n=c/v,因c>v,所以任何介质的折射率n都大于1。两种介质相比较,n较大的介质称为光密介质,n较小的介质称为光疏介质。

折射率与频率、波长的关系:


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