第三章振动波动和声波VibrationWaveandSoundWave.ppt

第四章?????? 振动、波动和声波Vibration ,Wave and Sound Wave §4-1简谐振动 Simple Harmonic Vibration 一、简谐振动方程Equation of Simple Harmonic Vibration 质量为m的物体与轻质弹簧够成弹簧振子,如图: 二、简谐运动的特征量Character Quantity of Simple Harmonic Vibration 1、振幅Amplitude：振动质点离开平衡位置的最大位移 2、周期Period和频率Frequency： 角频率Angular Frequency：ω 振动物体在2π秒时间内所完成的振动次数. 周期：振动物体完成一次完整震动所需要的时间，T=2π/ω， 频率:振动物体在单位时间内所完成的振动次数. f=1/T 3、位相Phase：(ωt+φ), 决定间歇振动状态的物理量 初位相Initial Phase: φ ，决定振动质点的初始位置 将初始条件代入方程可得到 三、简谐运动的矢量图示法Vector Graphical Method of Simple Harmonic Vibration 矢量A端点在x轴上的投影点P相对于原点的位移： S=A cos(ωt+Φ) ? 四、简谐振动的能量Energy of Simple Harmonic Vibration 简谐振动的动能 简谐振动的势能 总能量 §4-2阻尼振动、受迫振动、共振Damped Vibration ,Forced vibration and Resonance 一、阻尼振动Damped Vibration 系统在阻力作用下能量或振幅随时间减小的振动。 弱（欠）阻尼、过阻尼振动(位移按指数规律衰减） 、临界阻尼 ，如图所示 §4-3谐振动的合成Synthesis of Simple Harmonic Vibration 一、同频率同方向谐振动的合成 Synthesis of Two Same Diraction ,Same Frequency Simple Harmonic Vibration 二、同方向不同频率谐振动的合成Synthesis of Same Diraction Different Frequency Simple Harmonic Vibration 三、振动谱* 频谱分析：将一个复杂的周期性振动分解为一系列谐震振动的方法(频谱分析仪). 四、两个相同频率垂直的谐振动的合成* 【思考题】 谐振动的基本特征量有哪些？及其物理意义是什么？ 【作业】P71 2、3、4 第五章 波动 Wave 一、机械波的产生 Generation of Mechanical Wave 械波产生的条件：有波源和弹性媒质 分类： 横波Transverse Wave：振动方向与传播方向垂直 纵波Longitudinal Wave：振动方向与传播方向平行 二、波面和波线Wave Surface and Wave Ray 波线Wave Ray：表示波传播方向的线 波面Wave Surface ：媒质中振动相位完全相同的点所连成的面，同相面 波线与波面垂直 波前Wave Front ：处于最前面的波面 按波前分类：球面波，平面波 三、波的物理描述 波长Wave Length：同一波线上两相邻同相位点间的距离，与媒质有关 周期Period ：波前进一个波长的距离所用时间(决定于波源振动周期而与媒质无关) 频率Frequency f:单位时间内通过波线上某点的完整波的数目 波速Wave Speet ：表示某一振动状态在单位时间内传播的距离，取决于媒质的性质 简谐波：波源作谐振动，媒质为均匀无限大的无吸收媒质，波线上各点均作谐振动 平面简谐波：波面为平面，振幅处处相等的简谐波(最简单，最基本) 第二节 波动方程Equation of Wave Motion 波线上的一点o，沿ox方向无衰减传播，o点振动方程 P点振动比o点在时间上延迟了x/u，故P点振动方程为 第三节波的能量 Energy of Wave 一、波的能量和能量密度Energy of Wave and Energy Density 小体元的能量：ΔV中的动能、势能相等，同相， ΔV中的总能量不守恒，作周期性变化。 波的传播过程是能量的传播过程 用公式表示式为： 一、 惠更斯原理Huygens Principle 一、惠更斯原理Huygens Principle 介质中波前上的每一点都可