Уравнение скорости волны

Используем v = f × λ, чтобы связать скорость, частоту и длину волны.

Около 4 мин чтения
  • Определи и объясни «Уравнение скорости волны» своими словами
  • Правильно используй ключевые термины, например «длина волны»
  • Примени изученное к новым примерам и вопросам
  • Избегай типичных ошибок учащихся в этой теме

Этот урок посвящён теме «Уравнение скорости волны»: используем v = f × λ, чтобы связать скорость, частоту и длину волны.

Определение: Уравнение скорости волны

Используем v = f × λ, чтобы связать скорость, частоту и длину волны.

Основные идеи

Скорость волны связывает частоту и длину волны

v = f × λ: скорость равна частоте, умноженной на длину волны. Выше частота — больше волн в секунду, поэтому при фиксированной скорости длина волны должна уменьшиться. Перестановка даёт f = v ÷ λ и λ = v ÷ f — выучи все три формы.

Электромагнитный спектр — одна семья

Все ЭМ-волны распространяются в вакууме со скоростью 3 × 10⁸ м/с и различаются только длиной волны и частотой. От самых длинных к самым коротким: радио, микроволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-излучение. Длинные волны подходят для связи; короткие волны несут больше энергии на фотон и могут ионизировать атомы, поэтому опасны.

Ключевой термин — длина волны: расстояние между двумя совпадающими точками на соседних волнах, например от гребня до гребня, в метрах.

Скорость водяной волны

У волны в волновом лотке частота 2 Гц, длина волны 3 м. Рассчитай скорость волны.

Используем v = f × λ. Подставляем: v = 2 × 3. v = 6.

Ответ: 6 м/с.

Распространённые ошибки
  • Думать, что разные ЭМ-волны движутся с разной скоростью В вакууме каждая ЭМ-волна движется со скоростью 3 × 10⁸ м/с — скорость не зависит от длины волны.
  • Путать амплитуду и длину волны на схеме Амплитуда — вертикальная высота от средней линии; длина волны — горизонтальное расстояние повтора.

Практика

У волны частота 50 Гц, длина волны 4 м. Рассчитай её скорость.
v = fλ.

50 × 4 = 200 м/с.

У красного света длина волны больше, чем у синего. У какого из них выше частота?
v = fλ при постоянном v.

У синего — при постоянной скорости чем короче длина волны, тем выше частота.

У ЭМ-волны длина волны 0.5 м. Рассчитай её частоту (c = 3 × 10⁸ м/с).
f = v ÷ λ.

3 × 10⁸ ÷ 0.5 = 6 × 10⁸ Гц.

Звуковая волна поперечная или продольная? Объясни.
В какую сторону колеблются частицы воздуха?

Продольная — частицы воздуха колеблются параллельно направлению движения звука, образуя сжатия и разрежения.

Быстрая проверка

Уравнение скорости волны — быстрая проверка

Что из этого лучше всего определяет "длину волны"?

Расстояние между двумя совпадающими точками на соседних волнах, например от гребня до гребня, в метрах.

Назови два применения микроволн и одну опасность чрезмерного воздействия инфракрасного излучения.

Микроволны: приготовление пищи, мобильная и спутниковая связь. Инфракрасное излучение: чрезмерное воздействие может вызвать ожоги кожи.

Луч света преломляется при переходе из воздуха в стекло. Назови явление и объясни, почему это происходит.

Преломление — в стекле свет замедляется, и изменение скорости на границе преломляет луч.
Главные выводы
  • Уравнение скорости волны: используем v = f × λ, чтобы связать скорость, частоту и длину волны.
  • Скорость волны связывает частоту и длину волны: v = f × λ: скорость равна частоте, умноженной на длину волны.
  • частота: число волн, проходящих через точку за секунду, в герцах.
  • Остерегайся: думать, что разные ЭМ-волны движутся с разной скоростью
Назад к главам за 10 классСвязанные ресурсы →