《大学物理》chp10-1机械波.ppt

* 在水中的波长 第十单元 机械波 波：波是一种运动形式，是振动的空间传播。 从产生本质分类，波包括机械波，电磁波，物质波 * 机械振动在连续介质中的传播称为机械波。 第一讲 机械波的几个概念 * 一 机械波的形成 * t = 0 0 4 8 16 20 · · · · · · · · · · · · 12 · · · · · · · · · · · · · · · · · t = T/4 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · t = T/2 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · t = T · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · t = 3T/4 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · * 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 * 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 * 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 * 结论 (1)质元并未“随波逐流”,波的传播不是媒质质元 的传播,而是振动状态的传播. (2)“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动 (3)某时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游” 某处出现---波是振动状态的传播 波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播. 注意 * 3 复杂波 （本单元研究对象） 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 、水波等 简谐波 * 三 两个概念 波阵面(波面):相位相同的点连成的面 波线(波射线):指波的传播方向 如：平面波和球面波 球面波 平面波 波线 波面 *其中最前面波面称为波前 * 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. * 四 波长 波的周期和频率 波速 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 * 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 波传过一波长所需的时间，或一完整波通过波线上某点所需的时间. 3 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） * 　　决定于介质的弹性（弹性模量）和惯性（密度） 　　波在介质中传播的速度 4 波速 钢铁中 水 中 　　例如，声波在空气中 一般来讲，波的传播速度u 只与媒质性质有关 如：柔软弦线和绳索中横波的传播速度为 其中 T-绳的张力，μ- 弦线或绳索的线密度 固体中可以传播横波和纵波，传播速度分别为 空气中传播纵波，传播速度为 * 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 * 例1 在室温下，已知空气中的声速u1 为340 m·s-1，水中的声速 u2 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