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第十三章 波的产生和传播 结构框图： *电磁波 特征量 多普勒效应 波的干涉 平面简谐 波函数 行波 能 量 *声 波 §13.1 平面简谐行波 一. 平面简谐行波 波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力将 振动传播开去，从而形成机械波。 简谐振动 简谐波 波源及介质中各质点均作谐振动 波动的特点： （1）每个质点只在平衡位置附近振动，不向前运动。 （2 ）后面质点重复前面质点的振动状态，有位相落后。 （3 ）所有质点同一时刻位移不同，形成一个波形。 （4 ）振动状态、波形、能量向前传播。 一 有关机械波的基本概念 1.机械波：机械振动在介质中的传播过程称为机械波 A.前提条件： 存在波源；存在传播振动的弹性介质 B. 波动产生的物理机制： 波是振动质点带动邻近质点振动，由近及远 向外传递振动的结果；是振动的向外传递，不是介 质质点自身向外运动的结果。 波动(wave) (或行波)是振动状态的传播，是能 量的传播，而不是质点的传播。 2.机械波的种类：纵波和横波 纵波：振动方向与波的传播方向平行的波，称为纵波 纵波依靠介质纵向的弹性使振动由近及远向外传播。 纵波可在固体、液体、气体中传播 纵波的特征是有稀密相间的不同介质区域。 横波：振动方向与传播方向垂直的波称为横波 横波依靠介质切向的弹性使振动由近及远向外传播 横波只能在固体中传播。 横波的特征是有凹凸的波峰、波谷。 二 波动过程的描述 描述波动性的几个物理量 (1).波长( )：沿波传播直线上两个相邻同相点 （相位差为2π）之间的距离。 一个波长范围内包含了一个“完整的波”，即包 含了质点振动的各种可能振动步调(相位) 1 描述波的空间周期性 k 空间频率  (2).频率( )：单位时间内给定的完整波的个数。 周期(T)：传递一个完整波所需的时间。或：频 率的倒数 1 描述波动的时间周期性  T 时间频率 (3) 波速u 单位时间波向外传播完整波数对应的距离 时间周期性 在一个周期内，某一个确定的振动状态 空间周期性 （相位）在空间正好传播一个波长。  振动相位传播的速度： u  T u 波的传播速度等  于振动的相位传 播速度 注意： u 相位传播速度：在各向同性介质中为常数 v 质点振动速度: v dy A sin( t  )