海大理学院教学裸件 大学物理学电子教案 基本概念与平面简谐波 15-1机械波的几个概念 15-2平面简谐波的波函数
大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 基本概念与平面简谐波 15-1 机械波的几个概念 15-2 平面简谐波的波函数
复习 简谐运动的合成 •两个同方向同频率简谐运动的合成 •多个同方向同频率简谐运动的合成 •同方向不同频率的简谐振动的合成 •两个相互垂直的同频率简谐振动的合成 •两个垂直方向不同频率简谐运动的合成 阻尼振动、受迫振动、共振
复 习 简谐运动的合成 •两个同方向同频率简谐运动的合成 •多个同方向同频率简谐运动的合成 •同方向不同频率的简谐振动的合成 •两个相互垂直的同频率简谐振动的合成 •两个垂直方向不同频率简谐运动的合成 阻尼振动、受迫振动、共振
第十五章 机械波 一、 波动 •振动在空间的传播过程称为波动 机械振动在弹性介质中的传播称为机械波 如声波、水波、地震波等 •交变电磁场在空间的传播称为电磁波 如无线电波、光波等 二、波动的特征 具有一定的传播速度； •伴随着能量的传播； ·能产生反射、折射、干涉和衍射等现象； •有相似的波动方程
第十五章 机械波 一、波动 •振动在空间的传播过程称为波动 •机械振动在弹性介质中的传播称为机械波 如声波、水波、地震波等 •交变电磁场在空间的传播称为电磁波 如无线电波、光波等 二、波动的特征 •具有一定的传播速度； •伴随着能量的传播； •能产生反射、折射、干涉和衍射等现象； •有相似的波动方程
15-1机械波的几个概念 一、机械波的形成 1、波动的产生 小球点击水 面，会形成 水波 铙钹等乐器振 音叉振动 介质中一个质点的振动会引起邻近质动时，在空气 时，形成 点的振动，而邻近质点的振动又会引 中形成声波 声波 起较远质点的振动。这样，振动就以 定的速度在弹性介质中由近及远地 传播出去，形成波动
15－1 机械波的几个概念 一、机械波的形成 1、波动的产生 铙钹等乐器振 动时，在空气 中形成声波 音叉振动 时，形成 声波 小球点击水 面，会形成 水波 介质中一个质点的振动会引起邻近质 点的振动，而邻近质点的振动又会引 起较远质点的振动。这样，振动就以 一定的速度在弹性介质中由近及远地 传播出去，形成波动
x y o
Wave velocity 2、产生机械波的条件 波源： 产生机械振动的振源； 弹性介质：传播机械振动。 3、需要注意的问题 •波动是波源的振动状态或波动能 量在介质中的传播 介质中的质点并不随波前进，只 是在各自的平衡位置附近往复运动
2、产生机械波的条件 波源： 产生机械振动的振源； 弹性介质：传播机械振动。 3、需要注意的问题 •波动是波源的振动状态或波动能 量在介质中的传播 •介质中的质点并不随波前进，只 是在各自的平衡位置附近往复运动
横波与纵波 分类标准 波的传播方向 介质质点的振动方向与 向右 波动的传播方向的关系 1、横波 质点的振动方向与波的 传播方向垂直。 波峰 波形凸起部分 质点a振动方向 向上 波谷 波形凹下部分 000 2、纵波 质点的振动方向与波的 传播方向平行。 波的传播方向 质点振动方向 纵波的传播表现为疏密 向右 水平 状态沿波传播方向移动
二、横波与纵波 u ● a ● b 波的传播方向 向右 波的传播方向 向右 质点振动方向 水平 x y o 质点 振动方向 向上 a 分类标准 介质质点的振动方向与 波动的传播方向的关系 1、横波 质点的振动方向与波的 传播方向垂直。 波峰——波形凸起部分 波谷——波形凹下部分 2、纵波 质点的振动方向与波的 传播方向平行。 纵波的传播表现为疏密 状态沿波传播方向移动
三、波长、波的周期和频率、波速 1、波长 反映波动的空间周期性 定义： 同一波线上两个相邻的、相位差为2的振动质点之间的距离， 或 沿波的传播方向，相邻的两个同相质点之间的距离叫波长。 说明：波长可形象地想象为一个完整的“波”的长度； 横波：相邻两个波峰或波谷之间的距离 纵波：相邻两个密部或疏部之间的距离
三、波长、波的周期和频率、波速 1、波长——反映波动的空间周期性 定义： 同一波线上两个相邻的、相位差为2p 的振动质点之间的距离， 或 沿波的传播方向，相邻的两个同相质点之间的距离叫波长。 说明：波长可形象地想象为一个完整的“波”的长度； 横波：相邻两个波峰或波谷之间的距离 纵波：相邻两个密部或疏部之间的距离 x y o λ
2、周期和频率 反映波动的时间周期性 定义： 周期：波传播一个波长所需要时间，叫周期，用T表示。 频率：周期的倒数叫做频率，用ν表示 =1/T 说明： 由于波源作一次完全的振动，波就前进一个波长的 距离 •波的周期等于波源振动的周期； 波的周期只与振源有关，而与传播介质无关
2、周期和频率——反映波动的时间周期性 定义： 周期：波传播一个波长所需要时间，叫周期，用T表示。 频率：周期的倒数叫做频率，用n表示 n＝1/T 说明： 由于波源作一次完全的振动，波就前进一个波长的 距离 •波的周期等于波源振动的周期； •波的周期只与振源有关，而与传播介质无关
3、波速描述振动状态传播快慢程度的物理量 定义：在波动过程中，某一振动状态在单位时间内所传播 的距离。 说明：由于振动状态的传播也就是相位的传播，因而这里的 波速也称为相速。 *固体媒质横波和纵波的波速 G为媒质的切变模量 横波 E为媒质的弹性模量 K为媒质的体变模量 纵波 L *在液体和气体纵波波速 *理想气体纵波波速 K RT
3、波速u——描述振动状态传播快慢程度的物理量 定义：在波动过程中，某一振动状态在单位时间内所传播 的距离。 说明：由于振动状态的传播也就是相位的传播，因而这里的 波速也称为相速。 *固体媒质横波和纵波的波速 G为媒质的切变模量 E为媒质的弹性模量 K为媒质的体变模量 * 在液体和气体纵波波速 K u = * 理想气体纵波波速 RT p u = ＝ G 横波 u = E 纵波 u =