1樓:萬新榮
學習機械波之後,我們都知道按照質點振動方向和波的傳播方向之間的關係,可以把波分為橫波和縱波,那麼我們常見的水波是橫波還是縱波呢?課後同學們的討論讓我也參考了這個思考,水波是什麼波?
同學甲說:水波是橫波,一塊石頭扔到還平靜的湖面上,形成一圈一圈的波紋,有高(波峰)有低(波谷),所以水波是橫波。
同學乙說:(手裡拿著一本《高中物理教材全解》)橫波是物體的形狀發生了變化而產生彈力作用所致,故純粹的橫波只能在固體中傳播。水是液體,所以水波不應該是橫波,而是縱波。
……不說不知道,其實在高中物理《機械波》的講解中,我們把水波作為一種典型的機械波給學生舉例,比如我們用來說明波傳播的是振動這種運動形式,介質並沒有隨波遷移的水波中的小船,在波的衍射與波的干涉中,我們還明確的提到兩列水波波峰與波峰相遇,波谷與波谷機遇等等提法,都讓我們有這樣的結論,水波是橫波。
但事實並非如此,通過查詢資料,關於水波的認識,目前有這樣幾種說法:
1、自然科學史研究所戴念祖院士在《中國古代的力學知識》一文中對 明代科學家宋應星關於水波的認識,有這樣的評價:「明代科學家宋應星(1587-1660)在《論氣.氣聲篇》中說道:「物之衝氣也,如其激水然。
……以石投水,水面迎石之位,一拳而止,而其文浪以次而開,至縱橫尋丈而猶未歇。其蕩氣也亦猶是焉。」敲擊物體使空氣產生的波動如同石擊水面波。
這就是宋應星的結論。當然,聲波是縱波,水波是橫波。古代人由於受到時代的侷限性,對這一點分不清,我們是不能苛求的。
」通過這個我們可以看出戴念祖院士的觀點認為水波是橫波。
2、**電教館資源中心教師進修資源(高中版)的說水波既不是縱波也不是橫波,叫水紋波。水波有水面波與水體波(內部)之分,水面波是橫波,水體波是縱波。
3、還有一部分觀點說水波實際上它是縱、橫振動合成為橢圓運動的混合波。對於這些個觀點和看法,有些是相互矛盾的,不能讓我們對水波的情況有本質的理解,下面我們從水波的形成來看一看。
在平衡情況下,水的表面是水平的,水面發生擾動時,要使水面恢復水平的回覆力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力。在水波的形成過程中,當水面上某一質點由於外力作用而下降,形成水窩時,水面下的水就擠到旁邊去了,隨後周圍水的質點在重力作用下,開始向下降處流動,填充水窩的凹部,繼而使其凸起,並在它的周圍形成新的凹部。這樣水的質點下降時,除了向下運動外,還要向波源方向運動;在上升時,除了向上運動外,還要向遠離波源的方向運動。
因此水面上的各個質點並不是上下運動,而是沿近似圓的軌道,上下前後地做週期性運動。因此,水波中的每個質點的運動都是由縱向運動(波的傳播方向)和橫向運動(與波的傳播方向垂直的豎直方向)合成的。
如果水深遠小於波長,這種波叫做淺水波,它的傳播速度與水深的平方根成正比而與波長無關。如果水深遠大於波長,就得到深水波,它的傳播速度只與波長的平方根成正比。
深水波傳播時,水中的質點不斷地做勻速圓周運動,它的週期跟波的週期相同,它的運動方向,在圓周頂部跟波的傳播方向一致,在圓周底部跟波的傳播方向相反。圖中的曲線,是水面上的波形圖。oa是靜止時的水面,o、b、c……是水面靜止時等間隔的質點,箭頭表示各個質點做圓周運動的方向,虛線表示的是各週期後的波形。
這種波形曲線,谷長峰短,叫餘擺曲線。
在水面,波的振幅等於各個質點做圓周運動的半徑.在水面下方,振幅按指數律遞減 。在水深等於半波長處,振幅會減至水面上的1/23,在水深等於1個波長處,振幅是水面上的1/535。所以,儘管水面上波濤洶湧,在水下是相當平靜的。
對於淺水波,水質點的豎直運動隨水深的增加而線性地減小,在水底變為零。
在水波中,對水面提供的回覆力,在波長很短(小於 1.73cm)的時候,表面張力的作用是主要的,這種波叫表面張力波。但對於波長更長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結果,這種波叫重力波。
對於淺水波,底部摩擦問題也是不可忽略的。在波峰處,水向前行進比較容易,在波谷處,水向後行進會與底部發生摩擦,結果是水質點在波峰處向前運動的距離比在波谷處向後運動的距離要遠,因而產生水的淨移動。這就是海濱的浪總是帶著水一塊走的原因。
綜上所述,我們可以認為水波是一種特殊的機械波,就象我們說**波即有縱波也有橫波一樣,水波也是即有縱波也有橫波的一種波!
[後記] 作為一名理科生,在學習的過程中,我們在學習知識的同時,也要學習一種思維的方法,一種學習和探索的方法,每個人都可以成為一名發明家,一名科學家…… 但現實的生活中為什麼我們卻對一個物理題而感覺到困難,一個化學方程式而絞盡腦汁?其實這很正常,在我們學習和探索的過程中,都面對了很多的未知和盲區,「科學無坦途」,但只要我們有一個**的態度和精神,相信在不知不覺中,你已經進步了,「我生有涯,而學無涯」,成功與否,或者說現在我們的成績好與壞,可能就是差在那麼一點兒的多和少上面,不要放棄!
中國理論物理流體學家周培源總結一生的治學,說了這樣四句話,希望我們共勉,「獨立思考 實事求是 鍥而不捨 以勤補拙」
從初中到高中,我們學了不少的科學知識,也體驗到了生活中的不少科學現象,生活中不是缺少科學,而是缺少發現和研究,讓我們理科生都養成一個愛問、愛思考的習慣,不久你就會感受到,理科原來是很有趣的,理科原來是很美的。
2樓:匿名使用者
老師說,既是縱波又是橫波。
水波是一種什麼波?
3樓:揚永言
水波很容易被認為是一種橫波,實際上並非如此。在平衡的情況下,水的表面是水平的。水面發生擾動時,使水面恢復水平的回覆力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力。
水波中,對水面質點提供的回覆力在波長很小時,表面張力的作用是主要的,這種波叫做表面張力波。對於波長很長很長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結果,這種波叫做重力波。由於水的不可壓縮性,波峰中的水必然是從附近的波谷中流出來的。
因此,水波中的每個質點的運動都是由縱向運動和橫向運動合成的。
水波是橫波還是縱波?
4樓:教育小百科是我
「橫波一般只能在固體中傳播,不能在液體和氣體中傳播;而縱波既可以在固體中傳播也可在液體和氣體中傳播。
水是液體,由於表面張力,故也可以傳播橫波。水波(表面波)是比較複雜的機械波,其中既有橫波,又有縱波,在中學物理中通常把水波視為橫波,這是將水波簡化了的緣故。橫波是由於拉伸而產生的,而縱波是由於擠壓而產生的。
那麼水面上為什麼可以傳播橫波呢?這就是由於水表面張力的緣故,由於有表面張力,因此在振動幅度不太大的情況下,水面也可承受微小拉伸,從而會產生橫波;同時振動在水面傳播的過程中也會有擠壓,於是也就能形成縱波。
由此可見,嚴格地說水波應該是橫波和縱波的複合波。
5樓:求識賊渴
水面上是橫波
橫波的定義是:質點的震動方向與波的傳播方向垂直然後質點由於上下震動 它壓縮了下面的水,使下面產生了縱波縱波的定義是:質點的震動方向與波的傳播方向平行
6樓:感性的簡單愛傳
水波既不是橫波,也不是縱波,而是混合波
7樓:琪琪
水面是橫波,水下是縱波。
8樓:時空說明書
橫波 與振動方向垂直
縱波 與振動方向相同
在水下應該是的 如果是那人說話也應該有縱波吧? 不就介質不一樣嘛
9樓:ace_彥
水波很容易被認為是一種橫波,實際上並非如此。在平衡情況下,水的表面是水平的,水面發生擾動時,要使水面恢復水平的回覆力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力。
在水波的形成過程中,當水面上某一質點由於外力作用而下降,形成水窩時,水面下的水就擠到旁邊去了,隨後周圍水的質點在重力作用下,開始向下降處流動,填充水窩的凹部,繼而使其凸起,並在它的周圍形成新的凹部。這樣水的質點下降時,除了向下運動外,還要向波源方向運動;在上升時,除了向上運動外,還要向遠離波源的方向運動。因此水面上的各個質點並不是上下運動,而是沿近似圓的軌道,上下前後地做週期性運動。
因此,水波中的每個質點的運動都是由縱向運動(波的傳播方向)和橫向運動(與波的傳播方向垂直的豎直方向)合成的。
如果水深遠小於波長,這種波叫做淺水波,它的傳播速度與水深的平方根成正比而與波長無關。如果水深遠大於波長,就得到深水波,它的傳播速度只與波長的平方根成正比。
在深水波傳播時,水中的質點不斷地做勻速圓周運動,它的週期跟波的週期相同,它的運動方向,在圓周頂部跟波的傳播方向一致,在圓周底部跟波的傳播方向相反。
在水面,波的振幅等於各個質點做圓周運動的半徑.在水面下方,振幅按指數律遞減。在水深等於半波長處,振幅減至水面上的 ,在水深等於1個波長處,振幅是水面上的 。所以,儘管水面上波濤洶湧,在水下是相當平靜的。
對於淺水波,水質點的豎直運動隨水深的增加而線性地減小,在水底變為零。
在水波中,對水面提供的回覆力,在波長很短(小於1.73cm)的時候,表面張力的作用是主要的,這種波叫表面張力波。但對於波長更長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結果,這種波叫重力波。
對於淺水波,底部摩擦問題也是不可忽略的。在波峰處,水向前行進比較容易,在波谷處,水向後行進會與底部發生摩擦,結果是水質點在波峰處向前運動的距離比在波谷處向後運動的距離要遠,因而產生水的淨移動。這就是海濱的浪總是帶著水一塊走的原因
水波究竟是什麼波?
10樓:匿名使用者
橫波。雖然微觀狀態不是單一的橫向運動,但是其受力的方向是和波的傳播方向是垂直的。
11樓:救救
貌似橫波的縱波,因為只有固體才能傳播橫波
12樓:匿名使用者
橫波(表面上那個),運動方向與震動方向垂直
13樓:清清照我心
同意初夏_薔薇的觀點
水波是什麼波?具體介紹!
14樓:匿名使用者
水波即有縱波也有橫波的一種波。
1、自然科學史研究所戴念祖院士在《中國古代的力學知識》一文中對 明代科學家宋應星關於水波的認識,有這樣的評價:「明代科學家宋應星(1587-1660)在《論氣.氣聲篇》中說道:「物之衝氣也,如其激水然。
……以石投水,水面迎石之位,一拳而止,而其文浪以次而開,至縱橫尋丈而猶未歇。其蕩氣也亦猶是焉。」敲擊物體使空氣產生的波動如同石擊水面波。
這就是宋應星的結論。當然,聲波是縱波,水波是橫波。古代人由於受到時代的侷限性,對這一點分不清,我們是不能苛求的。
」通過這個我們可以看出戴念祖院士的觀點認為水波是橫波。
2、**電教館資源中心教師進修資源(高中版)的說水波既不是縱波也不是橫波,叫水紋波。水波有水面波與水體波(內部)之分,水面波是橫波,水體波是縱波。
3、還有一部分觀點說水波實際上它是縱、橫振動合成為橢圓運動的混合波。對於這些個觀點和看法,有些是相互矛盾的,不能讓我們對水波的情況有本質的理解,下面我們從水波的形成來看一看。
在平衡情況下,水的表面是水平的,水面發生擾動時,要使水面恢復水平的回覆力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力。在水波的形成過程中,當水面上某一質點由於外力作用而下降,形成水窩時,水面下的水就擠到旁邊去了,隨後周圍水的質點在重力作用下,開始向下降處流動,填充水窩的凹部,繼而使其凸起,並在它的周圍形成新的凹部。這樣水的質點下降時,除了向下運動外,還要向波源方向運動;在上升時,除了向上運動外,還要向遠離波源的方向運動。
因此水面上的各個質點並不是上下運動,而是沿近似圓的軌道,上下前後地做週期性運動。因此,水波中的每個質點的運動都是由縱向運動(波的傳播方向)和橫向運動(與波的傳播方向垂直的豎直方向)合成的。
如果水深遠小於波長,這種波叫做淺水波,它的傳播速度與水深的平方根成正比而與波長無關。如果水深遠大於波長,就得到深水波,它的傳播速度只與波長的平方根成正比。
深水波傳播時,水中的質點不斷地做勻速圓周運動,它的週期跟波的週期相同,它的運動方向,在圓周頂部跟波的傳播方向一致,在圓周底部跟波的傳播方向相反。圖中的曲線,是水面上的波形圖。oa是靜止時的水面,o、b、c……是水面靜止時等間隔的質點,箭頭表示各個質點做圓周運動的方向,虛線表示的是各週期後的波形。
這種波形曲線,谷長峰短,叫餘擺曲線。
在水面,波的振幅等於各個質點做圓周運動的半徑.在水面下方,振幅按指數律遞減 。在水深等於半波長處,振幅會減至水面上的1/23,在水深等於1個波長處,振幅是水面上的1/535。所以,儘管水面上波濤洶湧,在水下是相當平靜的。
對於淺水波,水質點的豎直運動隨水深的增加而線性地減小,在水底變為零。
在水波中,對水面提供的回覆力,在波長很短(小於 1.73cm)的時候,表面張力的作用是主要的,這種波叫表面張力波。但對於波長更長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結果,這種波叫重力波。
對於淺水波,底部摩擦問題也是不可忽略的。在波峰處,水向前行進比較容易,在波谷處,水向後行進會與底部發生摩擦,結果是水質點在波峰處向前運動的距離比在波谷處向後運動的距離要遠,因而產生水的淨移動。這就是海濱的浪總是帶著水一塊走的原因。
綜上所述,我們可以認為水波是一種特殊的機械波,就象我們說**波即有縱波也有橫波一樣,水波也是即有縱波也有橫波的一種波!
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