大学物理第五版下册10-1 机械波及波的形式波长 波线及波面 波速.ppt

第十章 波动 10-1 机械波的几个概念 物理学 第五版 * 振动和波动的关系： 机械波、电磁波、物质波 振动——波动的成因 波动——振动的传播 波动的种类： 1 机械波的形成 能传播机械振动的媒质（空气、水、钢铁等） (2) 介质 作机械振动的物体（声带、乐器等） (1) 波源 波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播. 注意 一、机械波 机械波：机械振动在弹性介质中的传播. 二 横波与纵波 1 横波 质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. 　　特点： 波传播方向上各点的振动方向与波传播方向垂直 2 纵波（又称疏密波） 例如：弹簧波、 声波 纵波 特点：质点的振动方向与波传播方向一致 3.复杂波 特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成 例如：地震波 4. 波动传播过程的物理实质 波的传播过程是波源振动状态即相位的传播过程, 每个质元不断从后面的质元获得能量，又不断引发前面质元的振动而向前传播能量，因而波动是能量的传播过程; 质元并未随波前进，各质元均在自己的平衡位置附近作振动,但各质元的相位依次落后. 波动是介质中各质元保持一定相位联系的集体振动. 三 波长 波的周期和频率 波速 O y A A - 1 波长 -------描写波动过程的物理量 沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为 的振动质点之间的距离.或波传播方向上相邻两振动状态完全相同的质点间的距离（一完整波的长度）. 横波：相邻 波峰——波峰 　波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 　波密——波密 2 周期 T 一定的振动相位向前传播一个波长的距离所需要的时间，或一完整波通过波线上某点所需的时间. O y A A - 3 频率 单位时间内波向前传播的完整波的数目. （1 内向前传播了几个波长） 振源完成一次全振动（一次完整的振动）所花的时间等于振源振动的周期，与此同时振动相位就向前传播一个波长，所以波的周期在数值上等于振源的振动周期. 4 波速 钢铁中 水 中 　　例如，声波在空气中 　　波在介质中传播的速度。即某一振动相位的传播速度（相速）. 　　决定于介质的性质（弹性模量和密度） (由介质力学性质决定) 四个物理量的联系 注意 周期或频率只决定于波源的振动 波速只决定于介质的性质 波长既与介质有关，也与振动的周期有关 例1 在室温下，已知空气中的声速 为340 m·s-1，水中的声速 为1 450 m·s-1，求 频率为200 Hz和2 000 Hz 的声波在空气中 和水中的波长各为多少？ 解 由 ，频率为200 Hz和2 000 Hz 的声波在 空气中的波长 在水中的波长