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《波的形成》教学

 新用户65120Joi 2022-06-20 发布于山西

了解了简谐运动这种特殊振动的一些皮毛后(姑且称之为皮毛,实际连皮毛的皮毛也算不上),来捣鼓一下波动。

两者对比,振动研究的是个体,波动研究的是群体。个体有规律,群体亦有规律,对于简谐运动,可以从一个时刻的振动信息推演任意时刻的振动信息。波动于此类似,但更牛,可以从一个位置处个体的运动信息推演其他位置处个体任意时刻的信息,高中阶段学习波动的实质就是要学到这个推演的规律,最终到达熟练推演的目的。

到此,估计对何为波动有了大致的想法,教材给出的定义为振动的传播为波动。振动的传播研究的就是集体的振动规律。

图片中艺术体操演员手中的彩带的振动过程就可理解为一种波动。

从这里可以看出一点规律,要有波动,首先要有一个起振的个体,这个图中就是的绳子左端的质点就是那个起振的头目,专业说法叫波源,地震时的震源就是地震波的波源。要想把波源的振动传播出去,波源于相邻的物体,相邻的物体与与其相邻的物体之间,必须有能传播这种振动的能力才行,怎就有了呢?就是彼此之间有了相互作用力就行,由近及远,通过彼此之间的作用力逐渐把振动形式传播出去。

但必须注意一个点,传播振动形式了,个体之间通过作用力传播振动形式,但个体是不会随波迁移的,类似于利用人海战术传递东西,每人各司其位,东西传走了。

一些概念。

1.横波

传播方向和质点的振动方向相互垂直,上图中的绳子,质点上下振,振动形式水平方向传,就是横波,振动的最高位置叫波峰,最低位置叫波谷。

2.纵波

这个需要实验演示,不过可以举例说明一下,见过毛毛中蠕动没有,身体前后一松一紧,但还是往前爬了,和横波相比,这种波动的传播方向和振动方向平行,命名为纵波。密的地方叫密部,疏的地方叫疏部,名字起的你想往错理解也难。

从相互作用的质点间的作用力可以了解一下为何有的是纵波,有的是横波。质点往上振,带动邻近的质点也往上,想一下,是不是这样的质点间有接触面切线方向的力呢?若没这种力,就没法拉上去呀?对于纵波,是依靠接触面间相互的挤压力来传播的。抽刀断水水更流,液体里切向力小,所以以传播纵波为主。多数波动,既有横波,又有纵波,纯正的但一波实际中是不存在的。

有波源,还得依靠介质才能把这种振动形式传播出去,这种波称为机械波。必修三学过的电磁波不需要介质也能传播,传播机理不同。

传播振动形式的同时,传播了能量,能量中就可以夹带信息,研究波动,清楚机理,终极目的就是传播能量和信息。人与人的语言交流以声波传递信息为主,利用无线电波通信也是如此,但无线充电就是以传播能量为主了。

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