大学物理（张洁）第16章 机械波0.pptVIP

* 我们常常听说各种波: 声波、 水波、 电磁波、 平面波、 球面波、 地震波、 1-维波 等等，这些波到底怎么用数学描述？这就是本章的内容。 第11章 振动与波 前言 ◆波的分类 机械振动在弹性媒质中的传播 电磁场周期性变化在空间的传播 时空形变，以C 的速度在空间传播 电磁波： 引力波： 按性质分类 机械波： 一，波产生的条件 ●一个物理量的振动在空间的传播称为波。 ●每种波都有其特殊性，但各种波必须普遍的共性，这些共性是： 干涉、衍射。 ●波动传播的条件——波源。 波源（振动源）、介质 ●本质上，波是某个物理量在空间区域内相互关联的振动的集合。 …… 而且这两个共性是波特有的。 第11章 振动与波 前言 二，表示波的描述 任何波都有一个物理量加以描述，比如, 电磁波：用电场强度和磁感应强度表示； 光 波：用什么表示？ 没有，不知道什么量纲，以后我们再讨论。 声 波：用空气分子对其平衡位置偏离量 (长度量纲)或用空气压强对空气大气压的偏离量(压强量纲)表示； 第5节 波的一般概念 1,波的几何量描述 (1)波线：发自波源, 指向波的某个目的地的射线。 S 波线 第11章 振动与波 1,波的几何量描述 (1)波线：发自波源, 指向波的某个目的地的射线。 S 波面 (2)波面：又叫波阵面，处于波峰(或波谷)的点组成的面。 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 1,波的几何量描述 (1)波线：发自波源, 指向波的某个目的地的射线。 S 波面为球面 (2)波面：又叫波阵面，处于波峰(或波谷)的点组成的面。 球面波 波面为平面 平面波 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 1,波的几何量描述 (1)波线：发自波源, 指向波的某个目的地的射线。 S 跑在最前面的波面 (2)波面：又叫波阵面，处于波峰(或波谷)的点组成的面。 球面波 跑在最前面的波面 (3)波前：传播在最前的波面。 平面波 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 横 波： 纵 波： 按振动方向分 混合波: 振动方向与传播方向垂直, 振动方向与传播方向相同, 如电磁波 如声波 如地震波 2,波的振动方向 既横向振动又纵向振动, 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 (1)波长? 在波传播方向上，相邻两个波峰或波谷的距离 。 x1 x (2)周期T 单位时间内，某个点的振动次数。 (3)频率? 3,波的物理量描述 波向前传播一个波长所用的时间, x2 t1 t t2 (4)波数k 在波传播方向2? 长度内包含的波长个数, 第5节 波的一般概念 第11章 振动与波 (5)波速u 波峰或波谷的传播速度，其大小决定于媒质的物理性质。 媒质 波的种类 温度 波速(m/s) 空气 纵波 0 331.5 20.0 342.4 100 386 氧 水 铜 铁 砖 纵波 纵波 横波 横波 0 317.2 13 1440 31 1500 横波 15-20 3570 100 5300 室温 3652 波在各种媒质中的传播速度 3,波的物理量描述 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 (6)波的传播方向 右行波 左行波 3,波的物理量描述 x x 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 t=0 0 4 8 16 20 12 t=T/4 t=T/2 t=3T/4 t=T 3,波上各个质点的运动 第11章 振动与波 第5节 波的一般概念 1,一维简谐波的波函数 以横波为例： 设一简谐波波源在坐标原点O处， 以速度u向x轴方向传播，t 时刻，波源O的振动函数为 任选一点 P，看P点振动情况： P P点的振动是从O点振动传过来， P点的位相总是落后于O点的位相， 第2节 平面简谐波 落后时间为?t=