专题十一-振动和波、光学(选修3-4)课件.ppt
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- 专题 十一 振动 光学 选修 课件
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1、专题十一振动和波、光学(选修专题十一振动和波、光学(选修3-43-4)抓抓基基础础探探技技法法研研考考向向提提能能力力返回返回返回返回备考方向要明了备考方向要明了主要问题主要问题机械振动和机械波;光的传播、光的波动性机械振动和机械波;光的传播、光的波动性主要考点主要考点简谐运动的特点;机械波的形成和传播规律;振动简谐运动的特点;机械波的形成和传播规律;振动图像和波动图像;光的折射和全反射;光的干涉、衍图像和波动图像;光的折射和全反射;光的干涉、衍射、偏振现象射、偏振现象主要方法主要方法简谐运动的周期性;波的传播方向和质点振动方向的简谐运动的周期性;波的传播方向和质点振动方向的判断方法;波的周期
2、性和多解性判断方法;波的周期性和多解性返回返回主要策主要策略略复习时既要重视对基本概念和规律的理解,又要复习时既要重视对基本概念和规律的理解,又要重视知识点间的相互联系。注意把机械波的规律重视知识点间的相互联系。注意把机械波的规律与光学知识相结合理解,相对论知识只需知道其与光学知识相结合理解,相对论知识只需知道其基本概念,不必深究基本概念,不必深究返回返回返回返回返回返回一、简谐运动的重要特征一、简谐运动的重要特征1简谐运动的对称性简谐运动的对称性(1)振动质点在关于平衡位置对称的两点,振动质点在关于平衡位置对称的两点,x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等,其中回复力的大小均相等,其中回复力
3、F、加速度、加速度a与位移与位移x的方向的方向相反,而相反,而v与位移与位移x的方向可能相同,也可能相反。的方向可能相同,也可能相反。返回返回(2)振动质点来回通过相同的两点间的时间振动质点来回通过相同的两点间的时间 相等,则相等,则tBCtCB,质点经过关于平衡位,质点经过关于平衡位 置对称的等长的两线段时间相等,即置对称的等长的两线段时间相等,即Tbc 图图111 tBC,如图,如图111所示。所示。返回返回返回返回二、机械波二、机械波1波长、波速和频率波长、波速和频率(1)波长波长:反映了波动在空间上的周期性,即沿波的传播方向:反映了波动在空间上的周期性,即沿波的传播方向 相隔相隔n的两
4、质点振动情况的两质点振动情况(位移、速度、加速度位移、速度、加速度)完全相同。完全相同。(2)波速:在同一种均匀介质中同一类机械波波速是一恒量,波速:在同一种均匀介质中同一类机械波波速是一恒量, 它只与介质有关,与波的频率无关。但电磁波的波速既与它只与介质有关,与波的频率无关。但电磁波的波速既与 介质有关,还与频率有关。介质有关,还与频率有关。(3)频率:波的频率,即波源振动的频率,只与波源有关,与频率:波的频率,即波源振动的频率,只与波源有关,与介质无关。介质无关。(4)关系式:关系式:vf。返回返回返回返回返回返回三、振动图像与波动图像的比较三、振动图像与波动图像的比较振动图像振动图像波动
5、图像波动图像研究对象研究对象某振动质点某振动质点所有质点所有质点研究内容研究内容某质点位移随时间的变某质点位移随时间的变化规律化规律某时刻所有质点的空某时刻所有质点的空间分布规律间分布规律图象图象物理意义物理意义 某质点在各时刻的位移某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的位移某时刻各质点的位移返回返回振动图像振动图像波动图像波动图像图像变图像变化化随时间推移,图像延随时间推移,图像延续,但已有形状不变续,但已有形状不变随时间推移,图像沿传播方向随时间推移,图像沿传播方向平移平移一完整一完整曲线曲线表示一个周期表示一个周期表示一个波长表示一个波长图像信图像信息息(1)振动周期振动周期(2)振幅振幅
6、(3)各时刻质点的位移各时刻质点的位移(4)各时刻质点速度及各时刻质点速度及加速度的方向加速度的方向(1)波长、振幅波长、振幅(2)任意质点在此时刻的位移任意质点在此时刻的位移(3)任意质点在此时刻加速度方任意质点在此时刻加速度方向向(4)传播方向、振动方向的互判传播方向、振动方向的互判返回返回返回返回返回返回返回返回(2)薄膜干涉。薄膜干涉。形成:由透明薄膜前后表面反射的光叠加而成。形成:由透明薄膜前后表面反射的光叠加而成。(薄膜薄膜一般指肥皂膜或空气膜等一般指肥皂膜或空气膜等)条纹特点:彼此平行的亮暗相间条纹。若白光入射,条纹特点:彼此平行的亮暗相间条纹。若白光入射,得到平行的彩色条纹。得
7、到平行的彩色条纹。应用:增透膜,其厚度至少为光在薄膜中波长的四分应用:增透膜,其厚度至少为光在薄膜中波长的四分之一;检查工件表面的平整度。之一;检查工件表面的平整度。返回返回5光的衍射光的衍射6光的偏振光的偏振光的偏振证明了光是一种横波。光的偏振证明了光是一种横波。衍射名称衍射名称现象现象特点特点单缝衍射单缝衍射屏上出现明暗相屏上出现明暗相间的条纹间的条纹狭缝越窄,衍射现象越狭缝越窄,衍射现象越明显,图样越暗明显,图样越暗圆孔衍射圆孔衍射屏上出现明暗相屏上出现明暗相间的圆环间的圆环圆环远远超过孔的直线圆环远远超过孔的直线照明范围照明范围圆板衍射圆板衍射圆板阴影中心有圆板阴影中心有一亮斑一亮斑泊
8、松亮斑泊松亮斑返回返回返回返回返回返回内容内容图像图像上下上下坡法坡法图像上沿波的传播方向,图像上沿波的传播方向,“上坡上坡”时质点向下振动,时质点向下振动,“下坡下坡”时质点向上振动时质点向上振动同侧同侧法法波形上某点表示传播方向和波形上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧振动方向的箭头在图线同侧微平微平移法移法将波形图沿传播方向进行微将波形图沿传播方向进行微小平移,再由小平移,再由x轴上某一位置轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定的两波形曲线上的点来判定返回返回1如图如图112所示为一列在均匀介质中所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在某时刻的波形图,传播的简谐横波在某时刻的波形图,
9、波速为波速为2 m/s,此时,此时P点振动方向沿点振动方向沿y轴负方向,则轴负方向,则 () 图图112A该波传播的方向沿该波传播的方向沿x轴正方向轴正方向BP点的振幅比点的振幅比Q点的小点的小C经过经过t4 s,质点,质点P将向右移动将向右移动8 mD经过经过t4 s,质点,质点Q通过的路程是通过的路程是0.4 m返回返回答案:答案: AD解析:解析:由由P点振动方向沿点振动方向沿y轴负方向可判断该波传播的方轴负方向可判断该波传播的方向沿向沿x轴正方向,选项轴正方向,选项A正确;均匀介质中传播的简谐横正确;均匀介质中传播的简谐横波各质点振幅相同,因此选项波各质点振幅相同,因此选项B错误;各质
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