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1,振动和波动的关系:,机械波、电磁波、物质波,振动波动的成因,波动振动的传播,波动的种类:,2,一 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,波是运动状态的传播,介质的质点并不随波传播.,3,二 横波与纵波,1 横波,4,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,5,纵波,特点:质点的振动方向与波传播方向一致,6,3 复杂波,(本章研究对象),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,7,三 波长 波的周期和频率 波速,O,y,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,8,横波:相邻 波峰波峰 波谷 波谷,纵波:相邻 波疏波疏 波密波密,9,2 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 内向前传播了几个波长),10,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,11,四个物理量的联系,12,例1 在室温下,已知空气中的声速 为340 ms-1,水中的声速 为1 450 ms-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?,13,在水中的波长,14,(1)若视空气为理想气体,试证声速 与压强 的关系为 ,与温度 的关系为 . 式中 为气体的摩尔热容之比, 为密度, 为摩尔气体常数, 为摩尔质量.,例2 假如声波在空气中的传播过程可看作绝热过程.,(2)求 和 时,空气中的声速. (空气的 , ),15,已知:绝热过程,证 ,,求 , 时的声速,16,又,由理想气体绝热方程 常量,取微分,得,17,时空气中声速,(2),时声速,18,四 波线 波面 波前,振动相位相同的点组成的面称为波阵面,1 波射线(波线),2 波阵面(波前),波的传播方向,任一时刻 波源最初振动状态在各方向上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面,19,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
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