高考物理知識(shí)點(diǎn)：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波(2)

　　6.波長(zhǎng)、波速和頻率及其關(guān)系

　　（1）波長(zhǎng)：兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng)。振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。

　　（2）波速：波的傳播速率。機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)。

　　（3）頻率：波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率，與介質(zhì)無關(guān)。

　　（4）三者關(guān)系：v=λf

　　7.★波動(dòng)圖像：表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移。當(dāng)波源作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧波，其波動(dòng)圖像為正弦或余弦曲線。

　　（1）由波的圖像可獲取的信息

　　①?gòu)膱D像可以直接讀出振幅（注意單位）。②從圖像可以直接讀出波長(zhǎng)（注意單位）。

　　③可求任一點(diǎn)在該時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移（包括大小和方向）

　　④在波速方向已知（或已知波源方位）時(shí)可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向。⑤可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度方向（加速度總是指向平衡位置）

　　（2）波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像的比較：

　　8.波動(dòng)問題多解性

　　波的傳播過程中時(shí)間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致“波動(dòng)問題多解性”的主要原因。若題目假設(shè)一定的條件，可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解

　　9.波的衍射

　　波在傳播過程中偏離直線傳播，繞過障礙物的現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異。波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物（或小孔）的尺寸比波的波長(zhǎng)小或能夠與波長(zhǎng)差不多。

　　10.波的疊加

　　幾列波相遇時(shí)，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和。兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨(dú)立性原理。

　　11.波的干涉：

　　頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉。產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件：兩列波的頻率相同，振動(dòng)情況穩(wěn)定。

　　［注意］①干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差。

　　②兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，兩列波的波峰相遇點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，波峰和波谷的相遇點(diǎn)是減弱的點(diǎn)，加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了，并非任一時(shí)刻的位移都大；減弱的點(diǎn)只是振幅小了，也并非任一時(shí)刻的位移都最小。如圖若S1、S2為振動(dòng)方向同步的相干波源，當(dāng)PS1-PS2=nλ時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)；當(dāng)PS1-PS2=（2n+1）λ/2時(shí)，振動(dòng)減弱。

　　12.聲波

　　（1）空氣中的聲波是縱波，傳播速度為340m/s。（2）能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是：20～20000Hz。

　　（3）超聲波：頻率高于20000Hz的聲波。①超聲波的重要性質(zhì)有：波長(zhǎng)短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播；穿透能力強(qiáng)。

　　②對(duì)超聲波的利用：用聲納探測(cè)潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷；利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等；利用“B超”探察人體內(nèi)病變。

　　13.多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。其特點(diǎn)是：當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩者相互接近時(shí)，觀察者接收到的頻率增大；兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率減小。