机械波的形成波长周期和波速.ppt

第6章 机械波,中国国家管弦乐团在联合国总部的演出,第六章 机械波,6-1 机械波的形成 波长 周期和波速,6-2 平面简谐波的波函数,6-4 惠更斯原理,补充：波的应用,教学基本要求 一 掌握描述简谐波的各物理量及各量间的关系.,理解机械波产生的条件. 掌握由已知质 点的简谐运动方程得出平面简谐波的波 函数的方法. 理解波函数的物理意义.,了解惠更斯原理和波的叠加原理. 理解 波的相干条件，能应用相位差和波程差 分析、确定相干波叠加后振幅加强和减 弱的条件.了解波的应用.,波动 一定的扰动的传播称为波动，简称为波。波动是振动在空间的传播过程。振动是激发波动的波源,波动是自然界常见的、重要的物质运动形式,一 机械波的形成,机械波 ：机械振动在弹性介质中的传播. （相位的传播）,波的应用,音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计.,产生条件：1）波源；2）弹性介质.,声纳技术: 水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等.,超声技术: 超声诊断、无创治疗.,通信技术: 卫星通信、光纤通信、网络世界.,横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.,（仅在固体中传播 ）,二 横波与纵波,特征：具有交替出现的波峰和波谷.,特征1：具有交替出现的波峰和波谷.,特征2：各质点振动方向与波的传播方向垂直。,如绳波为横波。,纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.,（可在固体、液体和气体中传播）,特征：具有交替出现的密部和疏部.,特征1：具有交替出现的密部和疏部.,特征2： 各质点振动方向与波的传播方向平行。,纵波是靠介质疏密部变化传播的，如声波，弹簧波为纵波。,注意,1、有些波既不是横波也不是纵波。如：水表面的波既非横波又非纵波。水波中的质点是做圆（或椭圆）运动的。,波速,2 质点并未“随波逐流”,波的传播不是介质质点的传播。,振动是描写一个质点振动。,波动是描写一系列质点在作振动。,6 振动与波动的区别,3 “上游”的质点依次带动“下游”的质点振动。,某时刻某质点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。,5 同相位点-质点的振动状态相同。,传播方向,7.判断质点振动方向,三 波长 波的周期和频率 波速,波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为 的振动质点之间的距离, 即一个完整波形的长度.,波形图 ：y 表示各质点相对其平衡位置 x 的位移. （横波和纵波均可用）,周期 ：波前进一个波长的距离所需要的时间.,频率 ：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目.,波速 ：波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）.,.周期、频率与介质无关，与波源的相同。,波长、波速与介质有关。,.波在不同介质中频率不变。,.不同频率的同一类波在同一介质中波速相同。,四 波线 波面 波前,波动中的几个概念,1.波线,波的传播方向为波线。,2.波面,振动相位相同的各点组成的曲面。,3.波前,某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面。,平面波,球面波,五. 波的分类,根据波阵面形状的不同的分类： 波阵面为球面 球面波 波阵面为平面 平面波 根据波传播方向与质点振动方向关系分类： 质点的振动方向与传播方向平行纵波 质点的振动方向与传播方向垂直横波,六.波动的特点,各质点只在各自的平衡位置附近振动；,各质点振动频率相同，只是初相不同；,例 在室温下，已知空气中的