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《波的形成》教學(xué)

了解了簡諧運動這種特殊振動的一些皮毛后(姑且稱之為皮毛,實際連皮毛的皮毛也算不上),來搗鼓一下波動。

兩者對比,振動研究的是個體,波動研究的是群體。個體有規(guī)律,群體亦有規(guī)律,對于簡諧運動,可以從一個時刻的振動信息推演任意時刻的振動信息。波動于此類似,但更牛,可以從一個位置處個體的運動信息推演其他位置處個體任意時刻的信息,高中階段學(xué)習(xí)波動的實質(zhì)就是要學(xué)到這個推演的規(guī)律,最終到達(dá)熟練推演的目的。

到此,估計對何為波動有了大致的想法,教材給出的定義為振動的傳播為波動。振動的傳播研究的就是集體的振動規(guī)律。

圖片中藝術(shù)體操演員手中的彩帶的振動過程就可理解為一種波動。

從這里可以看出一點規(guī)律,要有波動,首先要有一個起振的個體,這個圖中就是的繩子左端的質(zhì)點就是那個起振的頭目,專業(yè)說法叫波源,地震時的震源就是地震波的波源。要想把波源的振動傳播出去,波源于相鄰的物體,相鄰的物體與與其相鄰的物體之間,必須有能傳播這種振動的能力才行,怎就有了呢?就是彼此之間有了相互作用力就行,由近及遠(yuǎn),通過彼此之間的作用力逐漸把振動形式傳播出去。

但必須注意一個點,傳播振動形式了,個體之間通過作用力傳播振動形式,但個體是不會隨波遷移的,類似于利用人海戰(zhàn)術(shù)傳遞東西,每人各司其位,東西傳走了。

一些概念。

1.橫波

傳播方向和質(zhì)點的振動方向相互垂直,上圖中的繩子,質(zhì)點上下振,振動形式水平方向傳,就是橫波,振動的最高位置叫波峰,最低位置叫波谷。

2.縱波

這個需要實驗演示,不過可以舉例說明一下,見過毛毛中蠕動沒有,身體前后一松一緊,但還是往前爬了,和橫波相比,這種波動的傳播方向和振動方向平行,命名為縱波。密的地方叫密部,疏的地方叫疏部,名字起的你想往錯理解也難。

從相互作用的質(zhì)點間的作用力可以了解一下為何有的是縱波,有的是橫波。質(zhì)點往上振,帶動鄰近的質(zhì)點也往上,想一下,是不是這樣的質(zhì)點間有接觸面切線方向的力呢?若沒這種力,就沒法拉上去呀?對于縱波,是依靠接觸面間相互的擠壓力來傳播的。抽刀斷水水更流,液體里切向力小,所以以傳播縱波為主。多數(shù)波動,既有橫波,又有縱波,純正的但一波實際中是不存在的。

有波源,還得依靠介質(zhì)才能把這種振動形式傳播出去,這種波稱為機械波。必修三學(xué)過的電磁波不需要介質(zhì)也能傳播,傳播機理不同。

傳播振動形式的同時,傳播了能量,能量中就可以夾帶信息,研究波動,清楚機理,終極目的就是傳播能量和信息。人與人的語言交流以聲波傳遞信息為主,利用無線電波通信也是如此,但無線充電就是以傳播能量為主了。

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