5-1機(jī)械波的產(chǎn)生及其特征量

1、1,第五章 機(jī)械波,2,波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過程。,振動(dòng)是激發(fā)波動(dòng)的源泉（波源）。,機(jī)械波,電磁波,機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。,交變電磁場在空間的傳播。,兩類波的不同之處,機(jī)械波的傳播需有 傳播振動(dòng)的介質(zhì),電磁波的傳播可 不需介質(zhì).,能量傳播反射折射干涉衍射,兩類波的共同特征,物質(zhì)波,概率波/幾率波。,3,主要內(nèi)容,,5-1 機(jī)械波的產(chǎn)生及其特征量,5-2 平面簡諧波,5-3 惠更平面原理 波的干涉,5-4 波的疊加原理

2、波的干涉,5-5 駐波,5-6 多普勒效應(yīng),4,基本要求,1、理解機(jī)械波形成和傳播的條件及其特征量。2、掌握由已知質(zhì)點(diǎn)的簡諧振動(dòng)方程得出平面簡諧波表達(dá)式的方法。3、了解波的疊加原理，理解波的相干條件。4、掌握兩波干涉時(shí)振幅加強(qiáng)和減弱的條件。5、理解波的干涉、了解行波和駐波。,5,5.1 機(jī)械波的產(chǎn)生及其特征量,6,產(chǎn)生條件： 波源 + 彈性介質(zhì),波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播。,機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。

3、,一 機(jī)械波的形成,7,二 橫波與縱波,橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直 的波。（可在固體、液體中傳播）,特征：具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷。,8,縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行的波。（可在固體、液體和氣體中傳播）,特征：具有交替出現(xiàn)的密部和疏部。,9,總結(jié)一,橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直 的波。,橫波傳播時(shí)，振動(dòng)方向與傳播方向垂直。波源每振動(dòng)一次，沿著波的傳播方向傳出 一個(gè)完整的

4、波，且具有交替出現(xiàn)的波峰和 波谷。橫波只能在具有切變彈性的媒質(zhì)中傳播。 如：在固體、液體中傳播,10,總結(jié)二,縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向互相平行 的波。,縱波是振動(dòng)方向平行于傳播方向的波?？v波只能在具有壓縮和拉伸的彈性媒質(zhì) 中產(chǎn)生。如：在固體、液體和氣體中傳播。,11,三 波線 波面 波前,平 面 波,波線：沿波的傳播方向作一些帶箭頭的線。,波面：任一時(shí)刻媒質(zhì)中振動(dòng)相位相同的點(diǎn)連接成的

5、面。,波前：某時(shí)刻相位值最小的波面稱為該時(shí)刻的波前。,,12,平面波和球面波,,,,,,,*,球 面 波,平 面 波,波前,波面,波線,,13,四 描述波動(dòng)的特征量波長 周期/頻率 波速,波長,波長λ：沿波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的、相位差為2π的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)之間的距離，即一個(gè)完整波形的長度.,14,四 描述波動(dòng)的特征量,周期 T：波前進(jìn)一個(gè)波長的距離所需要的時(shí)間。,頻率 v：周期的倒數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目。,波速u：波動(dòng)過

6、程中，某一振動(dòng)狀態(tài)（即振動(dòng)相位）單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離（相速）。,周期或頻率只決定于波源的振動(dòng)!波速只決定于媒質(zhì)的性質(zhì)！,15,波速u與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，ρ為介質(zhì)的密度。,16,例1 在室溫下，已知空氣中的聲速u1為340m/s，水中的聲速 u2為1450 m/s，求頻率為200Hz和2000 Hz 的聲波在空氣中和水中的波長各為多少？,在水中的波長,解:,在空氣中的波長,17,解：(1)氣體中縱波的速度,由理想氣體狀態(tài)方程：,例2 假