Тема урока: Длина волны. Скорость распространения волн. 9 класс

25.01.22 г. Ф – 9 Проверила замдир по УВР С. М. Асанаева

Тема урока: Длина волны. Скорость распространения волн.

Тип урока: урок сообщения новых знаний.

Цель: ввести понятия длина и скорость волны, научить обучающихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны.

Задачи:

ознакомить обучающихся с происхождением термина «длина волны, скорость волны»

уметь сравнивать виды волн и , делать выводы

получить связь между скоростью распространения волны, длиной волны и частотой

познакомить с новым понятием: длина волны

научить обучающихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны

уметь анализировать график, сравнивать, делать выводы

Ход урока

1. Организация начала урока. Приветствие.

- Добрый день! Давайте поприветствуем друг друга. Для этого просто улыбнитесь друг другу. Я надеюсь, что сегодня в течение всего урока будет присутствовать доброжелательная атмосфера. А для снятия состояния тревоги и напряженности.(звук прибоя)

С каким понятием мы познакомились на последнем уроке! (Волна)

Вопрос: что такое волна? (Возмущения, распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места их возникновения, называются волной)

Вопрос: какие величины характеризуют колебательное движение? (Амплитуда, период и частота)

Вопрос: а будут ли эти величины являться характеристиками волны? (Да)

Вопрос: почему? (волна - колебания)

Вопрос: что же мы будем изучать сегодня на уроке? (изучать характеристики волны)

Абсолютно все в этом мире происходит с какой-либо скоростью. Тела не перемещаются моментально, для этого требуется время. Не являются исключением и волны, в какой бы среде они не распространялись.  Если вы бросите камень в воду озера, то возникшие волны дойдут до берега не сразу. Для продвижения волн на некоторое расстояние необходимо время, следовательно, можно говорить о скорости распространения волн.

Существует еще одна важная характеристика это длина волны.

Сегодня мы познакомимся с этим понятием. И получим связь между скоростью распространения волны, длиной волны и частотой.

2. Актуализация знаний учащихся. 

И так мы продолжаем изучать механические волны.

-Если в воду бросить камень, то от места возмущения побегут круги. Будут чередоваться гребни и впадины. Эти круги дойдут до берега.

Пришёл большой мальчик и бросил большой камень. Пришел маленький мальчик и бросил маленький камень. 

Вопрос: будут ли отличаться волны?  (Да)

Вопрос: чем? (Высотой)

Вопрос: а как назвать высоту гребня? (Амплитудой колебания)

Вопрос: а как называется время, которое проходит волна от одного колебания до другого? (Периодом колебания)

 Вопрос: частицы колеблются. А происходит ли перенос вещества? ( Нет)

Вопрос: А что передаётся? (Энергия)

Волны, наблюдаемые в природе, нередко переносят огромную энергию.

Мне бы хотелось предложить кому- нибудь кто желает изучить материал о цунами и на следующем уроке рассказать нам об этом явлении.

Вопрос: как называются такие волны? (Такие волны называются поперечными)

Вопрос- Определение: волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, называются поперечными.

Вопрос: какая волна была показана?    (Продольная)

Вопрос- Определение: волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны, называются продольными.

Вопрос: чем она отличается от поперечной волны? (Нет гребней и впадин, а есть сгущения и разрежения)

Вопрос: Есть тела в твёрдом,  жидком и газообразном состоянии. Какие волны в каких телах могут распространяться?

 Ответ 1: В твёрдых телах возможны продольные и поперечные волны, так как в твёрдых телах возможны упругие деформации сдвига, растяжения и сжатия

 Ответ 2: В жидкостях и газах возможны только продольные волны, так как упругих деформаций сдвига в жидкостях и газах нет 

3. Усвоение новых знаний. 

Откройте тетради и запишите тему урока:

Длина волны. Скорость распространения волн.

 Рассмотрим более подробно процесс передачи колебаний от точки к точке при распространении поперечной волны. Для этого обратимся к рисунку, на котором показаны различные стадии процесса распространения поперечной волны через промежутки времени, равные ¼Т.

На рисунке а) изображена цепочка пронумерованных шариков. Это модель: шарики символизируют частицы среды. Будем считать, что между шариками, как и между частицами среды, существуют силы взаимодействия, в частности при небольшом удалении шариков друг от друга возникает сила притяжения.

Схема процесса распространения в пространстве поперечной волны

Если привести первый шарик в колебательное движение, т. е. заставить его двигаться вверх и вниз от положения равновесия, то благодаря силам взаимодействия каждый шарик в цепочке будет повторять движение первого, но с некоторым запаздыванием (сдвигом фаз). Это запаздывание будет тем больше, чем дальше от первого шарика находится данный шарик. Так, например, видно, что четвёртый шарик отстаёт от первого на 1/4 колебания (рис б). Ведь когда первый шарик прошёл 1/4 часть пути полного колебания, максимально отклонившись вверх, четвёртый шарик только начинает движение из положения равновесия. Движение седьмого шарика отстаёт от движения первого на 1/2 колебания (рис. в), десятого — на 3/4 колебания (рис. г). Тринадцатый шарик отстаёт от первого на одно полное колебание (рис д), т. е. находится с ним в одинаковых фазах. Движения этих двух шариков совершенно одинаковы (рис. е).

Запись в тетрадь:  Расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах, называется длиной волны (λ).

Длина волны обозначается греческой буквой λ («ламбда»). Расстояние между первым и тринадцатым шариками (см. е), вторым и четырнадцатым, третьим и пятнадцатым и так далее, т. е. между всеми ближайшими друг к другу шариками, колеблющимися в одинаковых фазах, будет равно длине волны λ.

Вопрос: какая величина одинакова для этих точек, если это волновое движение? (Период)

Запись в тетрадь:  длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания в ее источнике. Она равна расстоянию между соседними гребнями или впадинами в поперечной волне и между соседними сгущениями или разряжениями в продольной волне.  

Вопрос: по какой формуле будем считать λ?

Подсказка: Что такое λ?  Это расстояние…

Вопрос: А по какой формуле считают расстояние? Скорость умноженная на время

Вопрос: А какое время?(Периода)

получаем формулу длины волны.

λ = VT,

где λ — скорость волны, V- её скорость, T- период.

Поскольку период колебаний связан с их частотой зависимостью Т = 1/ν , то длина волны может быть выражена через скорость волны и частоту:

λ = V/ν.

Таким образом, длина волны зависит от частоты (или периода) колебаний источника, порождающего эту волну, и от скорости распространения волны.

Формулу списать.

Самостоятельно получить формулы для нахождения скорости волны.

V = λ/T и V = λν.

Формулы для нахождения скорости волны справедливы как для поперечных, так и для продольных волн. Длину волны λ, при распространении продольных волн можно представить с помощью рисунка. На нём изображена (в разрезе) труба с поршнем. Поршень совершает колебания с небольшой амплитудой вдоль трубы. Его движения передаются прилегающим к нему слоям воздуха, заполняющего трубу. Колебательный процесс постепенно распространяется вправо, образуя в воздухе разрежения и сгущения. На рисунке даны примеры двух отрезков, соответствующих длине волны λ. Очевидно, что точки 1 и 2 являются ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. То же самое можно сказать про точки 3 и 4.

Вопрос: А от чего зависит скорость распространения волны?

Подсказка: Два одинаковых камня уронили с одинаковой высоты. Один в воду, а другой в растительное масло. С одинаковой скорость будут распространяться волны?

Запись в тетрадь:  Скорость распространения волн зависит от упругих свойств вещества и его плотности.

4. Закрепление новых знаний. 

научить учащихся применять формулы для нахождения длины и скорости волны.

Решение задач:

1. Расстояние между ближайшими гребнями волны в море 20м. С какой скоростью распространяется волна. Если период колебаний частиц в волне 10 с?

Дано: Решение

λ =20 м V = λ/T=20 м : 10 с = 2 м/с

Т= 10 с

Найти: V. Ответ: V = 2 м/с

2. Рыболов заметил, что за 5с поплавок совершил на волнах 10 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн 1м. Какова скорость распространения волн?

Дано: Решение

t=5 c Т =t /N=5 c : 10 = 0,5с

N= 10 V = λ/T=1 м : 0,5 с = 2 м/с

λ =1 м

Найти: V. Ответ: V = 2 м/с

3. Частота колебаний в волне 10000Гц, а длина волны 2 мм. Определить скорость волны.

Дано: СИ Решение

λ =2 мм 0,002 м Т.к. λ = VT , Т = 1/ν, λ = V/ν, то V = λν= 0,002 м*10000 Гц=

ʋ= 10000 Гц = 20 м/с

Найти: V. Ответ: V = 20 м/с

4. Длина волны равна 2 м, а скорость её распространения 400 м/с. Определить. Сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с.

Дано: Решение

V=400 м/с λ = VT =› T= λ / V тогда n = Δt/T= V / λ* Δt=400 м/с* 0,1 c/2м=20

Δt = 0,1 c

λ =2 м

Найти: n. Ответ: n = 20

5. Подведение итогов урока. 

Что нового мы узнали на уроке?

Чему мы научились?

Как изменилось ваше настроение?

Рефлексия

Посмотрите пожалуйста на карточки, которые лежат на столах. И определите своё настроение! По окончании урока карточку вашего настроения оставьте у меня на столе!

6. Информация о домашнем задании.

§35, №101.

Заключительное слово учителя:

Я хочу вам пожелать меньше колебаний в вашей жизни. Шагайте по дороге знаний уверенно.