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机械波知识点(全)
机械波的产生和传播
知识点一:波的形成和传播
(一)介质
能够传播振动的媒介物叫做介质。(如:绳、弹簧、水、空气、地壳等)
(二)机械波
机械振动在介质中的传播形成机械波。
(三)形成机械波的条件
(1)要有 ;(2)要有能传播振动的 。
注意:有机械波 有机械振动,而有机械振动 能产生机械波。
(四)机械波的传播特征
(1)机械波传播的仅仅是 这种运动形式,介质本身并不随波 。
沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做 振动,因此波动的过程是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程,是 这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。
对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都 ,各质点仅在各自的 位置附近振动,并 随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。
(2)波是传递能量的一种运动形式。
波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程,所以波动过程也是能量由近及远的传播过程。因此机械波也是传播 的一种形式。
(五)波的分类
波按照质点 方向和波的 方向的关系,可分为:
(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向 的波,其波形为 相间的波。凸起的最高处叫 ,凹下的最底处叫 。
(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向 的波,其波形为 相间的波。质点分布最密的地方叫作 ,质点分布最疏的地方叫作 。
知识点二:描述机械波的物理量知识
(一)波长(λ)
两个 的、在振动过程中对 位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。
在横波中,两个 的波峰(或波谷)间的距离等于波长。
在纵波中,两个 的密部(或疏部)间的距离等于波长。
振动在一个 内在介质中传播的距离等于一个波长。
(二)频率(f)
波的频率由 决定,一列波,介质中各质点振动频率都相同,而且都等于波源的频率。
在传播过程中,只要波源的振动频率一定,则无论在什么介质中传播,波的频率都不变。
(三)波速(v)
振动在介质中传播的速度,指单位时间内振动向外传播的距离,即。
波速的大小由 的性质决定。一列波在不同介质中传播其波速不同。
对机械波来说,空气中的波速小于液体中的波速,小于固体中的波速。
(四)波速与波长和频率的关系
注意:一列波的波长是受 和 制约的,即一列波在不同介质中传播时,波长不同。
知识点三:机械波的图象
(一)机械波的图象
波的传播也可用图象直观地表达出来。在平面直角坐标系中,用横坐标表示介质中各质点的 图象形状
正(余)弦曲线
正(余)弦曲线
研究对象
个质点
个质点
物理意义
图线表示 个作简谐振动的质点在 时刻的位移大小和方向
图线表示某时刻形成波的 个质点的位移的大小和方向
横坐标
质点振动经历的
波传播方向上介质上各质点的 位置
纵坐标
一个质点的位移
各质点的位移
相邻两个位移最大值之间的距离
一个
利用可知振动频率
一个
若知波速可求周期、频率:
判断质点在某一时刻振动方向的方法
看下一 ,沿振动方向垂直横坐标
找前一
确定质点下时刻振动到哪
时间变化对图象的影响
振动图象随时间的延长而继续延伸,原来的部分
波形图象随时间的延长而沿着x轴向传播方向平移,由于前面各质点的位置都要变化,因此原来的图象也相应会 ,形成新的波形图象
机械波的现象
知识点一:惠更斯原理
知识点二:波的反射
(一)波的反射
波遇到障碍物会返回来继续传播的现象叫波的反射。
入射波的波线与平面法线的夹角i叫做 角;反射波的波线与平面法线的夹角i'叫做 角。如图所示:
(二)波的反射规律
(1)入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居 两侧,反射角 入射角,即i i'。
(2)反射波的波长、频率、波速都跟入射波的 。
(三)用惠更斯原理解释波的反射
(四)波遇到两种介质界面时,总存在反射。
(五)常见的声波反射现象
(1)声波
一切发声的物体都在振动,它们就是声源。声源振动的时候,在空气中形成声波。声波在空气中是 波。
声波可以在气体、液体、固体中传播,在固体中传播的速度最 ,且声波从一种介质到另一介质, 保持不变。
(2)回声
对着山崖或高墙说话,声波传到山崖或高墙时,声能的一部分被吸收,而另
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