【2017年整理】Chp06机械波.ppt

第 6 章 机械波;波动的特征：能产生反射、折射、干涉和衍射等现象；有相同的波动方程；都伴有能量的传播.;6.1 机械波的产生、传播和描述;6.1.2 横波与纵波; 机械波中，横波只能在固体中出现；纵波可在气体、液体和固体中出现. 空气中的声波是纵波.;6.1.4 波速　波长　周期（频率）; 波速由弹性介质性质决定，频率(周期)则由波源的振动特性决定.;6.2 平面简谐波的波函数; P点处质点的振动比O点的振动落后x/u时间;波动表达式:;波函数的物理意义;y;例6-1 已知t=0时的波形曲线为Ⅰ，波沿x方向传播，经t=1/2s后波形变为曲线Ⅱ. 已知波的周期T1s，试根据图中绘出的条件求出波动表达式，并求P点的振动表达式. (已知A=0.01m);波动表达式：;例6-2 一平面简谐波在介质中以速度 u = 20 m?s-1，沿Ｏx轴的负向传播. 已知A点的振动方程为y = 3cos 4?t (m)，(1) 以A点为坐标原点求波函数；(2) 以距A点5m处的B为坐标原点求波函数.;波动表达式;6.3 波的能量;1.介质元的能量;结论：; 2) 平均能量密度：;6.3.3 波能量的吸收;例6-3 在截面积为S的圆管中，有一列平面简谐波，其波动的表达式为 y = Acos(? t -2?x/?).管中波的平均能量密度为 ，则通过截面S的平均能流是多少？;6.4.1 惠更斯原理; 衍射：波在传播的过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.;波的反射; 6.5 波的干涉;6.5.2 波的干涉条件和公式 1 .干涉（interference）现象： 两列波相遇时，介质中有些点振动始终加强，有些点的振动始终减弱的现象.;4 .相干波的干涉加强和减弱条件;故;例6-4 AB为两个相干波源，振幅均为5cm，频率为100Hz，波速为10m/s. A点为波峰时，B点恰为波谷，试确定两列 波在P点干涉的结果.;例6-5 两相干波源S1和S2的间距为d = 30m，且都在x 轴上，S1位于原点O. 设由两波源分别发出两列平面波相向传播，强度保持不变. x1 =9m和 x2=12m处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点. 求两波长和两波源间最小相位差.;(2)-(1)：;6.6.1 驻波的形成：;6.6.2 驻波方程;2.驻波中各点的相位：;6.6.3 驻波的能量;例6-6 在弦线上有一简谐波，其表达式为：;1. 入射波与反射波产生驻波;驻波条件; 6.7 多普勒效应; uR : 观察者相对介质的运动速度， 接近于波源为正，反之为负.;6.7.1 波源静止，观察者以速度uR 相对于介质运动; 在每个周期中，波源移近观察者的距离为uST;6.7.3 波源以uS 运动，观测者以uR运动（相向为正）;5) 卫星跟踪系统等.;例6-7 火车以20m?s-1的速度行驶，若机车汽笛的频率为500Hz，问：(1) 一静止观察者在机车前和机车后所听到的声音频率各为多少？(2) 设另有一列火车上有乘客，当该列火车以10m?s-1的速度驶近或驶离第一列火车，乘客听到的声音频率各为多少？(已知空气中声波的速率为340m?s-1）;例6-8 利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为 的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为为 .已知空气中的声速 ，求车速. ; 6.8 声波 超声波 次声波;闻阈 I0 10 -12 0; 取决于声波的基频．音调高表示声音比较尖锐，音调低则表示声音比较低沉.; 海上风暴、火山爆发、地震、海啸、大陨石落地、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光等. ;超声波的特性：