吳峰華
(蕭山第五高級中學 浙江 杭州 311202)
人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理·選修3-4》,把以前教科書中作為選學內(nèi)容的“相位”物理量,作為必學內(nèi)容放在正文中,用以描述機械振動和機械波中振動質(zhì)點所處的狀態(tài).如此描述更科學、精確,也更有利于培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學知識解決物理問題的能力.只是波長的定義,“在波動中,振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點之間的距離,叫做波長”容易使人誤解.
對于空間一點發(fā)出的球面波,它的波陣面是以波源為球心的一個個球面,同一球面上各質(zhì)點振動狀態(tài)相同,即相位相同,而這些質(zhì)點間距離各不相同,不是一個確定值,顯然不能將它定義為波長.波長定義中應(yīng)加上“在波的傳播方向上”這樣的限制.
機械波傳播過程中,前面的質(zhì)點依次帶動后面的質(zhì)點振動,后一個質(zhì)點振動的相位總比前一個落后一些.因此,在波的傳播方向上,即同一條波線上,“振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點”,不好理解.在波的傳播方向上,那些相對平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點,其振動相位相差2"的正整數(shù)倍.
因為ω=2πf,v=#f,所以
要任意時刻有y=y(tǒng)0,則x=n#(n=1,2,3,…).當n=1時,x=#,此時兩質(zhì)點振動相位差為2π.
所以,波長定義應(yīng)改為“波傳播時,在波的傳播方向上,振動相位差為2π的質(zhì)點之間的距離,叫做波長”.