[理学]2 波.ppt

* * 波源 介质 + 弹性作用 机械波 产生条件：1）波源；2）弹性介质. 波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播. 注意 机械波：机械振动在弹性介质中的传播. 2.3 简谐波 1.机械波的形成和分类 波动是振动的传播过程. 振动是激发波动的波源. 能量传播 反射 折射 干涉 衍射 横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ） 特征：具有交替出现的波峰和波谷. 2.3 简谐波 1.机械波的形成和分类 纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播） 特征：具有交替出现的密部和疏部. 2.3 简谐波 1.机械波的形成和分类 液体内部、气体不能产生切变弹性力，故液体内部和气体中不能传播横波。 横波传播条件：媒质具有切变弹性。 切变：物体受力后层间发生位移的现象称为切变。切变物体企图恢复原状而产生的弹性力称为切变弹性。 张变：媒质伸长或压缩这种变形称为张变。张变物体企图恢复原状而产生的弹性力称为张变弹性。 2.3 简谐波 1.机械波的形成和分类 2.3 简谐波 1.机械波的形成和分类 波长 ：沿波的传播方向两相邻的相位差为 的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度. O y A A - 周期 ：波前进一个波长的距离所需要的时间. 频率 ：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目. 波速 ：波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）. 2.3 简谐波 2. 描述波的特征量 2.3 简谐波 2. 描述波的特征量 3. 行波 2.3 简谐波 3. 行波 2.3 简谐波 各质点相对平衡位置的位移 波线上各质点平衡位置 简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作简谐运动时，在介质中所形成的波. 平面简谐波：波面为平面的简谐波. 介质中任一质点（坐标为 x）相对其平衡位置的位移（坐标为 y）随时间的变化关系，即 称为波函数. 2.3 简谐波 4. 平面简谐波的波函数（波动表达式） 点O 的振动状态 t 时刻点 P 的运动 t-x/u时刻点O 的运动 点P 振动方程 1.时间推迟方法 以速度u 沿 x 轴正向传播的平面简谐波 . 令原点O 的初相为零，其振动方程 : 2.相位落后法 4. 平面简谐波的波函数（波动表达式） 2.3 简谐波 x负向 波函数 x正向 O 波函数的一般形式: 角波数 质点的振动速度，加速度: 2.3 简谐波 4. 平面简谐波的波函数（波动表达式） 2.3 简谐波 4. 平面简谐波的波函数（波动表达式） 波速 （相位传播速度）: 1 当 x 固定时， 波函数表示该点的简谐运动方程; 波线上各点的简谐运动图 5. 波函数的物理意义 2.3 简谐波 O O 3 若 均变化，波函数表示波形沿传播方向的运动情况（行波）. 时刻 时刻 2 当 一定时，波函数表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形. 5. 波函数的物理意义 2.3 简谐波 2）平面简谐波的波函数为 式中 为正常数，求波长、波速、波传播方向上相距为 的两点间的相位差. 讨 论 向x 轴正向传播 向x 轴负向传播 1）给出下列波函数所表示的波的传播方向和 点 的初相位. 6. 波函数的应用计算 2.3 简谐波 3 ） 如图简谐波以余弦函数表示，求 O、a、b、c 各点振动初相位. O a b c t=T/4 t =0 O O O O 6. 波函数的应用计算 2.3 简谐波 1）波函数 例： 一平面简谐波沿 O x