机械波的形成条件和传播机理.ppt

复习课 THE IMAGING IS MORE THAN IMPORTANT THAN KNOWLEDGE! 机械波的形成条件和传播机理，横波和纵波 描述波动的物理量：波长、频率和波速的关系 波的图像 波动问题的归类及解题方法 波的叠加，干涉和衍射 多普勒效应，次声波和超声波 请简要回忆本章学过哪些内容？ 一、波的形成条件、传播机理、种类 1什么是机械波： 2机械波形成的条件： （1）波源： （2）介质： 3波的形成机理： 介质中的各质点存在 ， 当介质中某一质点发生振动时（振源），会 ，并依次 引起 ，于是振动逐渐 。 机械振动在介质中的传播。 相互作用的弹力 引起相邻的质点通过弹力发生振动 更远的质点发生振动 由振源向周围空间传播开去 4特点：1）介质中质点间是 的关系： 的点 带动 的点依次振动（由近及远）； 2）振动传递到哪一点，哪一点就 ， 并重复 的振动情况。各点振动的周期和频率与 相同 3）介质中的质点不随波 。 4）波传播的是振动的 。 5波的种类： 质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波 ： 纵波 ： 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。 依次带动离波源近 离波源远 开始振动 前一点振源 迁移 形式、能量、信息 6振动与波的关系： 振动动机械波 研究对对象 现现象 产产生条件 联联系 一个质点 介质中振动 的各个质点 一个质点沿直线或 弧线做周期性运动 很多质点都在做振 动，只是依次开始 受回复力，阻力小振源、介质 都是周期性运动；构成介质的每个质点 ，在波传播过程中都做周期、振幅相同 的振动，从整体看，所呈现的现象是波 动。 二、描述波动的物理量： 波 长：在波动中， 的两个 相邻质点间的距离，叫波长。 周期和频率：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相 同的，这个周期或频率也叫波的周期或频率。 由 决定。波进入另一介质时频率 。 波 速： 波在介质中传播的速度。由 决定。 波进入另一介质时波速 。 1波长、频率、波速 2波的传播规律：波在均匀介质中 传播，x=v t (1)波源每振动一个周期T，波沿传播方向传播一个波长=vT (2)在波的传播方向上，相距 x= n 的两质点，振动情况 ， (n+1/2) 的两质点，振动情况 。 对平衡位置的位移总是相等 波源不变 介质本身的性质 改变 匀速 完全相同 完全相反 三、波的图像 1意义：横坐标x表示 ， 纵坐标y表示 ， 2形状：简谐波的图像是 曲线。不同时刻形状不同。 X/cm0 12345 Y/cm 10 -10 t时刻 t+T/4 时刻 V t+T/8 时刻 在波的传播方向上各质点的平衡位置 某一时刻(t)各质点偏离平衡位置的位移 正弦或余弦 3波的图像的应用 t时刻的波形 t时刻质点振动的方向 波的传播方向 t时刻的波形 t+t时刻的波形 波的传播方向 振动图像某t时刻的波的图像 波的传播方向 4波的图像与振动图像的区别 振动图动图 像波的图图像 意义义 各时时刻振动动的一个质质点的位 移的大小和方向 某时时刻介质质中各个质质点的位 移的大小和方向 坐标标 纵轴纵轴 -位移，横轴轴-时间时间纵轴纵轴 -位移，横轴轴-介质质中质质 点的平衡位置，振动传动传 播的 距离 时间时间 变变化 影响 随时间时间 的延长长而继续继续 延伸， 原来的曲线线，形状和位置不 变变 波形是某时时刻介质质中各质质点 所处处的不同位置所连连成的曲 线线，时间变时间变 化，质质点的位置 变变化，形成新的波形，沿横 轴轴向波速方向平移。 振动动 方向 按照图图像的延伸方向判断根据波速方向判断（逆着波速 方向按图图像的延伸方向判断 ） 带动法 ： 沿波的传播方向上，后面的质点总是重复前面质点 的运动情况，如其前方质点在其上方，后面质点将 会向上运动，且在波的传播方向上，任何质点开始 振动时的振动方向总会重复波源质点的振动方向 。 微平移法 ： 设想波经过一小段时间t,波形必定沿波的传播 方向移动一小段位移s,得到一个新的图像，看 图像上对应于同一横坐标x的质点的纵坐标的变 化情况，就可判断质点的振动方向。 四、波的干涉射和衍射 1波的叠加：在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与 两种振动，其振动的位移等于两列波分别引起的 位移的矢量和。（本质：位移的合成） 2波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强 ，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减 弱的区域互相间隔的现象叫波的干涉。 振动加强的条件：x=n（n=1,2,3,） 振动减弱的条件：x=（2n+1）/2（n=1,2,3,） 3波的衍射：波在传播过程中遇到障碍物，能过绕过障碍物 的现象叫波的衍射。 发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比 波长小，或跟波长差不多。 五、声波 1声波是 。 2能够引起人耳感觉的声波频率范围是： 。 3能够把回声和原声区别开来的最小时间间隔为 。 4声波也能产生反射，干涉和衍射 。 纵波 2020 000赫兹 0.1秒 六、多普勒效应、超声波、次生波 1什么是多普勒效应？ 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发 生变化的现象。 3现象解释： 在波源和观察者之间有相对运动时，波源的频率并没有发 生变化，而是观察着接收到的频率发生了变化，若二者接 近，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，接 收到的频率增大；若二者远离，观察者在单位时间内接收 到的完全波的个数减少，接收到的频率减小。 2现象： 二者靠近时：频率增加 二者远离时：频率减少 波的干涉、衍射和多普勒效应是波特有的现象 3超声波和次生波的特性及应用