(精品)高二物理人教选修3-4 12.3波长、频率和波速(5)

高二物理教案

五、认识波的多解问题

【例题】如图10-11中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经Δt=0.5s后，其波形如图中虚线所示。设Δt＜2T（T为波的周期），

（1）如果波是向右传播，求波的周期和波速

（2）如果波是向左传播，求波的周期和波速

分析：

根据题意，由于Δt＜2T，所以经过Δt=0.5s的时间，波传播的距离不可能大于两个波长。如果波是向右传播，图中的波峰1可能到达虚线的波峰3或波峰5。如果波是向左传播，图中的波峰1可能到达虚线的波峰2或波峰4。根据波在一个周期内传播一个波长的距离，就可以求出周期T，进而可求出波速v.

解：（1）如果波是向右传播的，应有Δt=（n+3/4）T (n=0,1)

所以 T=4Δt/(3+4n) (n=0,1)

由式 v=λ/T

得

当n=0时，T1=2/3s,v1=36m/s

当n=1时，T2=2/7s,v2=84m/s

此题还可以用其它方法求解，请同学们课后去讨论、去思考。

师：由于波在时间上和空间上都具有周期性，所以造成了重复性，因此波动题一般具有多解性，完成学案上的几个问题，体会这种多解性。

（以下问题在学案上给出，先给学生一段时间完成题目，然后利用实物投影让几个学生展示结果并说明自己的思路，教师与其他学生作点评，最后教师与学生一起总结规律作为笔记写在空白处．）

1．如图-3所示，沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点P和Q，当P达到负最大位移处时，Q正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少？

2．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，0时刻的波形如图-4中实线所示，t时刻的波形如图-4中的虚线所示，已知波速为30m/s，则t可能为多少？