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能流密度 —— （波的强度） 在单位时间内通过垂直于波线的单位面积上的波的平均能量. u s I 波的吸收(absorbability of wave) dx A A+dA α 为介质的吸收系数(absorption coefficient) §6-4 声波 (acoustic wave) 声波: 频率范围 20～20,000 Hz内的声振动 超声波(ultrasonic): 频率高于此范围 次声波(infrasound): 频率低于此范围 声强级公式：单位用分贝(decibel, dB)表示 声强：声波的能流密度 能够引起人们听觉的声强范围： 介质中波动传播到达的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波波面的包络就是新的波前. 子波源 新波前 子波波面 §6-5 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 * 第六章 机械波 (Mechanical Wave) 1、了解机械波的产生条件及其传播机制; 2、理解频率、波长和波速等概念; 3、掌握建立平面简谐波波函数的方法，理解 波函数的物理意义; 4、理解波的能量特征; 5、理解惠更斯原理; 6、理解波的叠加原理，掌握相干波的条件及 波程差与相位差的关系; 7、了解驻波的特征，了解多普勒效应及其应用. 内 容 提 要 简谐振动复习 1. 简谐振动的运动方程 振动曲线： x t o A -A T 它是简谐振动的特征方程 判别物体是否作简谐振动的依据 注意：振动的相位 称为振动的 相位 t = 0 时刻的相位称为初相 a、用“相位”描述物体的运动状态 b、用“相位”来比较两个同频率简谐振动的“步调” ? ，T 决定于振动系统的动力学性质 固有角频率 固有周期 A ， ? 决定于初始条件( t=0 ) 多值函数，由速度方向决定取舍 2.简谐振动的合成(superposition) 两个同方向同频率简谐振动的合成 声源1 声源2 P P 点的运动就是两个同方向振动的合成 x 若两个 x 方向的简谐振动的角频率都是 ? ? 同方向且同频率简谐振动的合成仍是简谐振动 相互加强与相互减弱 a、若两振动 同相 b、若两振动 反相 合振幅最大 合振幅最小 §6－1 机械波的产生和传播 一、机械波(mechanical wave )的产生与传播 两个条件：波源(wave source)（振动）、 介质(medium) 机械波与电磁波: 机械波 —— 机械振动在介质中的传播 波动 —— 振动状态的传播过程 电磁波 —— 电磁振动在空间中的传播 机械波 电磁波 波动 机械振动在弹性介质中的传播. 交变电磁场在空间的传播. 不同之处 机械波的传播需有传播振动的介质. 电磁波的传播可不需介质. 能量传播 反射 折射 干涉 衍射 共同特征 横波 —— 质点的振动方向和波动的传播方向垂直 横波波形特征：交替出现波峰和波谷 横波(transverse wave)与纵波(longitudinal wave) 纵波 —— 质点的振动方向和波动的传播方向平行 纵波波形特征：疏密相间 简谐波(harmonic wave) —— 介质中各质点都作简谐振动 机械波的传播特征 1、波动是振动状态的传播。介质中各质点在 平衡位置附近振动，并未“随波逐流”; 2、波动是相位的传播。在波的传播方向上， 各质点的振动相位依次落后; 3、波动是能量的传播. x y 波线 —— 表示波的传播方向的直线 波阵面 —— 振动相位相同的点组成的面 波前 —— 某一时刻最前面的波阵面 球面波 波线 波阵面 波前 波线 波阵面 波前 平面波 波线 波阵面 二、描述波动的重要物理量 波长 ? —— 在同一波线上两个相邻的、相位差为 2π 的振动质点之间的距离 x y ? 波长反映了波动在空间上的周期性 波的周期 T —— 波前进一个波长的距离所需的时间 波的频率 ? —— 周期的倒数 波的周期和频率就是介质中各质点的振动周期和频率，等于波源的振动周期和频率. 周期和频率反映了波动在时间上的周期性 振动的传播速度 波速 u —— 波速和波长由介质的性质决定，而波的频率与介质的性质无关，由波源决定. §6-2 平面简谐波 波动方程 一、波动表达式 平面简谐波 —— 波阵面为平面的简谐波 u 给出波线上任意 x 处质点的位移 y 随时间 t 的变化规律 —— 波函数 y ( x , t ) 同一波阵面上各点振动状态相同 x y O 设 O 点的振动表达式为 振动从 O 点传波到 P 点需时 x y O u P t=Δt 沿 x 轴正方向传播的平