10-1 机械波及波的形式波长 波线及波面 波速1.pptVIP

第十章 波动 10-1 机械波的几个概念 物理学 第五版 第十章 波动 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： 一 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 二 横波与纵波 1 横波 特点： 波传播方向上各点的振动方向与波传播方向垂直. 特点：质点的振动方向与波传播方向一致 存在相间的 稀疏和稠密区域。 2 . 纵波（又称疏密波） 例如：弹簧波、 声波 3 复杂波 （本章研究对象） 特点：波源及介质中各点均作简谐振动 特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成 例如：地震波 简谐波 三. 描述波动的几个物理量 O y A A - 　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）. 1 波长 波长 波的周期和频率 波速 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、波的周期和频率 波的周期T ：波前进一个波长的距离所需的时间(一个完整波形通过介质中某固定点所需的时间). 波的频率? ：单位时间内波向前传播的完整波的数目. （1 S 内向前传播了几个波长）. 　　决定于介质的性质（弹性模量和密度） 　　波在介质中传播的速度 3. 波速 钢铁中 水 中 　　例如，声波在空气中 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 介质决定 波源决定 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 空气中的波长 Hz 的声波在 在水中的波长 波线 波面 平面波 波面 波线 四 波线 波面 波前 1. 波线（波射线): 代表波的传播方向的射线。 2. 波阵面: 振动相位相同的点组成的面称为波阵面 3. 波前（波阵面) :某时刻波源最初的振动状态传到的波面。波前是最前面的波阵面. 波面 球面波 柱面波 波面 波线 波面 波线 在各向同性均匀媒质中，波线⊥波面。 波线 注意 x y z 按波面形状 平面波 球面波 柱面波 性质 （3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面. （2）波阵面的推进即为波的传播. （1）同一波阵面上各点振动状态相同. (1) 绳索中的波速(弦中传播的横波波速) 绳波的传播 T为弦中张力，?为弦的线密度 ***. 机械波的速度(了解) 2） 固体纵波波速 E 为杨氏弹性模量。 ? 为体密度 在固体媒质中纵波波速为 z l0 l0 + ? l F F 长变 在弹性限度范围内，应力与应变成正比 G为切变弹性模量。 切变 F切 F切 ? S上下面面积 3） 固体中的横波波速 ∵固体中 G Y ? ｕ横波ｕ纵波 地震时纵波先到达 震中 * 地震中纵波先到还是横波先到?