五种方法判波的振动和传播方向 / 开普饭

在波形图上，判断质点的振动方向或波的传播方向是高考的重点和热点。波形图上二者方向的判断方法除“微平移法”和“带动法”之外，还有学生更易掌握且简洁的另外三种新法：“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”。本文把这五种方法一并介绍给大家，通过比较，选择更适合自己的方法吧！

1. 上下坡法

“上下坡法”是把波形图线比喻为凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，沿着波的传播方向看去，位于上坡段的质点，则向下运动，位于下坡段的质点，则向上运动；反之，向上运动的质点，必位于下坡段，向下运动的质点，必位于上坡段。

注：法则中的“向上运动”，表示质点向规定的正方向运动，“向下运动”表示质点向规定的负方向运动。“上下坡法则”对横波和纵波都适用。

例1. （全国高考）简谐横波某时刻的波形图线如图1所示，由图可知（）

图1

A. 若质点a向下运动，则波是从左向右传播

B. 若质点b向上运动，则波是从左向右传播

C. 若波是从右向左传播，则质点c向下运动

D. 若波是从右向左传播，对质点d向上运动

解析：图1中，若质点a向下运动，由“上下坡法”，a必位于上坡段，只有当从右向左看时，a才位于上坡段，故波应向左传播，A错。同理可分析B选项正确。

若波从右向左传播，由“上下坡法”知，d、c点必位于下坡段，d、c点都应向上运动，故C错，D正确。

本题正确选项是BD。

2. 振向波向同侧法

“振向波向同侧法”是利用“质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法。在波形图上，如果用竖直箭头表示质点的振动方向，用水平箭头表示波的传播方向，并且要两箭头的箭尾相接，那么当波向右传播时，两箭头都在波形右侧，如图2左图所示。当波向左传播时，两箭头都在波形的左侧，如图2右图所示。

图2

再解例1 若质点a向下运动，由振向波向同侧法，知表示振向波向的两箭头在波形左侧，波由右向左传；若质点b向上运动，由振向波向同侧法，知表示振向波向的两箭头在波形右侧，波由左向右传；若波从右向左传，由振向波向同侧法，知质点c、d均向上运动。故此，BD正确。

3. 头头尾尾相对法

在波形图的波峰或波谷上，画出一个与横轴平行的表示波传播方向的箭头，在波峰或波谷两侧波形上，分别画出两个与纵轴平行的表示质点振动方向的箭头，如图3所示，则这三个箭头总是头头相对，尾尾相对。如图3中，波沿x轴正方向传播，a、b之间的竖直箭头向下，表示a、b之间的质点都向y轴的负方向振动，b、c之间的竖直箭头向上，表示b、c之间的质点都向y轴正方向振动。