文献综述-一班-第一组.docVIP

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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

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