高中物理 · 机械波：声波、水波与多普勒

波

机械波：声波、水波与多普勒

Mechanical Waves · $v=\lambda f$

振动在介质中传播就是波。这一章把上一章的’振’变成’传’——声波、水波、地震波。

①

振动方向 vs 传播方向

②

$v=\lambda f$

③

波特有的现象

④

相对运动改变频率

开场场景：石头扔水里，波纹一圈圈传出去，水本身却只在原地上下晃。传出去的是振动形式和能量，不是水。

卡必背公式 / 记忆口诀

波速、波长、频率：$v=\lambda f$（$\lambda$ 波长，$f$ 频率）

横波：振动方向⊥传播方向（绳波、光波）；纵波：振动方向∥传播方向（声波）

干涉：两列波叠加，加强/减弱区稳定；衍射：绕过障碍物

多普勒效应：波源与观察者相对靠近→频率升高；远离→降低

口诀：口诀：波速由介质决定；频率由波源决定；$v=\lambda f$ 桥接

机械波产生条件：波源 + 介质。波传播的是振动形式和能量，介质质点不随波迁移。横波/纵波：横波有波峰波谷，纵波有密部疏部。

波长频率波速：$v=\lambda f$。同种介质中波速固定，频率由波源定，波长随之。

干涉：两列频率相同的波相遇，有的地方始终加强、有的始终减弱。衍射：波绕过障碍物继续传，孔/缝与波长相近时明显。多普勒：救护车驶近笛音变尖、驶离变低。

例1：声波频率 340 Hz，空气中声速 340 m/s，波长？

$\lambda=v/f$。

$\lambda=340/340=\mathbf{1\ m}$。

例2：某波波长 2 m、波速 10 m/s，频率？

$f=v/\lambda$。

$f=10/2=\mathbf{5\ Hz}$。

例3：火车鸣笛驶进车站，听到的频率比实际高还是低？

多普勒：靠近频率升高。

升高（笛音变尖），远离时变低。

超声波反射成像；彩超用多普勒测血流速度。

星系远离我们，光波频率降低（红移），证明宇宙膨胀。

选必一：机械振动→机械波。高中：横波纵波、干涉衍射、多普勒。现代：电磁波、光波（下一章光学）、物质波都是波的延伸。

防坑警示

介质质点不随波迁移——水面上的树叶只上下晃不随波走。波速由介质决定，同一列波从空气进水，频率不变、波速变、波长变。