【2017年整理】文献综述-一班-一组.doc

波速的测量 振动 振动是宇宙普遍存在的一种现象，总体分为宏观振动（如地震、海啸）和微观振动（基本粒子的热运动、布朗运动）。一些振动拥有比较固定的波长和频率，一些振动则没有固定的波长和频率。两个振动频率相同的物体，其中一个物体振动时能够让另外一个物体产生相同频率的振动，这种现象叫做共振，共振现象能够给人类带来许多好处和危害。不同的原子拥有不同的振动频率，发出不同频率的光谱，因此可以通过光谱分析仪发现物质含有哪些元素。在常温下，粒子振动幅度的大小决定了物质的形态（固态、液态和气态）。不同的物质拥有不同的熔点、凝固点和汽化点也是由粒子不同的振动频率决定的。我们平时所说的气温就是空气粒子的振动幅度。任何振动都需要能量来源，没有能量来源就不会产生振动。物理学规定的绝对零度就是连基本粒子都无法产生振动的温度，也是宇宙的最低温度。振动原理广泛应用于音乐、建筑、医疗、制造、建材、探测、军事等行业，有许多细小的分支，对任何分支的深入研究都能够促进科学的向前发展，推动社会进步。物体在与位移成正比的恢复力作用下，在其平衡位置附近按正弦规律作往复的运动。以x表示位移，t表示时间，这种振动的数学表达式为： 式中A为位移x的最大值，称为振幅，它表示振动的强度；ωn表示每秒中的振动的幅角增量，称为角频率，也称圆频率； ? 称为初相位。以f=ωn/2π表示每秒中振动的周数，称为频率；它的倒数，T=1/f，表示振动一周所需的时间，称为周期。振幅A、频率f（或角频率ωn）、 ?? 初相位，称为简谐振动三要素。 如图2所示，由线性弹簧联结的集中质量m构成简谐振子。当振动位移自平衡位置算起时，其振动方程为： 但ωn只由系统本身的特征m和k决定，与外加的初始条件无关，故ωn亦称固有频率。 对于简谐振子，其动能 和势能 之和为—常量，即系统的总机械能守恒。在振动过程中，动能和势能不断相互转化。 波的形式是多种多样的。它赖以传播的空间可以是充满物质的，也可以是真空（对电磁波而言）。有些形式的波能为人们的感官所感觉，有些却不能。人们最熟悉的是水面波，它有几种类型。例如，在深水的表面，有主要以重力为恢复力的表面波，典型波长为1米到100米；有主要以表面张力为恢复力的涟波，波长约短于0.07米。这两种波常具有正弦形状。在深水内部则有内重力波，出现在海洋内有密度分层的区域。不只在海洋里，在大气层里，也可以出现内重力波。空气中更广泛遇到的，当然是声波。声波中传播的是空气中压强、密度等物理量的扰动，扰动指对无声波时原有值的偏离。机械波产生的条件机械波产生条件是震源和介质波按本质分有电磁波和声波，按传播形式分为横波和纵波 设x=0处质元的振动表达式为，波以传播速度u沿Ox轴正方向传播。x处质元滞后于O处质元振动的时间为x/u，x处质元实际振动的时间为t-x/u。因此，平面简谐波的表达式为。如果波以传播速度u沿Ox轴负方向传播，则平面简谐波的表达式为。 是质点在t时刻相对平衡的位移，A为振幅，是角频率。U是波的传播速度，是质点的初相位。 波的干涉和衍射 波的干涉，物理学现象。频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。这种现象叫做波的干涉。波的干涉所形成的图样叫做干涉图样一、波的独立传播原理---各波源所激发的波可以在同一介质中独立地传播， 的干涉 它们相遇后再分开，其传播情况（频率、波长、传播方向、周期等）与未遇时相同，互不干扰，就好像没有和其它波相遇一样； 二、位移矢量叠加原理---在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 三、一切波都能发生干涉，包括水波、声波、光波等等。干涉是波特有的现象。（波特有的现象还有波的衍射）产生干涉的一个必要条件是，两列波（源）的频率以及振动方向必须相同并且有固定的相位差。如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差（相差），相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间而变化的，没有振动总是加强或减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉现象，不能形成干涉图样。 驻波驻波 （standing wave） 频率相同、传输方向相反的两种电波，沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压（或电流）相加的点出现波腹，在两者电压（或电流）相减的点形成波节。在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人“驻立不动的印象，但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等，则波节的幅值为零。传输线终端开断、短连或阻抗不匹配，出现了反射； 两种波的频率、传输速度完全相同，但方向相反。 磁钢会产生磁场,通电流的金属弦线会受到磁场力的作用.若弦线接通正弦交变电流,则它在磁场所受的与磁场方向和电流方向均垂直的安培力也随