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1 4 4关于波动的基本概念 一 波的产生和传播 弹性介质和波源 是机械波产生的条件 弹性介质是指由弹性力组合的连续介质 波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力将振动传播开去 从而形成机械波 波动 wave 或行波 是振动状态的传播 是能量的传播 而不是质点的传播 二 横波 transversewave 和纵波 longitudinalwave 横波 参与波动的质点的振动方向与波的传播方向相垂直的波 如电磁波 2 纵波 参与波动的质点的振动方向与波的传播方向相平行的波 如声波 任一波 例如 水波 地表波 都能分解为横波与纵波来进行研究 三 波线和波面 波线 waveray 或波射线 从波源沿各传播方向所画的带箭头的线 波面 wavesurface 或相面 波阵面 波在传播过程中 所有振动相位相同的点连成的面 3 球面波 平面波 在各向同性均匀介质中 波线与波面垂直 四 波速 波长以及波的周期和频率 波速u 单位时间内振动传播的距离 也就是波面向前推进的速率 4 波长 沿同一波线上相位差为2 的两个相邻质点间的距离 横波 波长等于两相邻波峰之间或相邻波谷之间的距离 纵波 波长等于两相邻密部之间或相邻疏部之间的距离 周期T 一个完整的波 即一个波长的波 通过波线上某点所需要的时间 频率 单位时间内通过波线上某点完整波的数目 关系 5 五 波动所遵从的基本原理 1 波的叠加原理 两列或两列以上的波可以互不影响地同时通过某一区域 在相遇区域内共同在某质点引起的振动 是各列波单独在该质点所引起的振动的合成 2 惠更斯原理 波所到之处各点 都可以看作是发射子波的波源 在以后任一时刻 这些子波的包络就是波在该时刻的波面 惠更斯原理不仅适用于机械波 也适用于其他波 如电磁波等 O 6 例1在波线上有相距2 5cm的A B两点 已知点B的振动相位比点A落后30 振动周期为2 0s 求波速和波长 解因在波线上相距 两点的相位差为2 所以 波速为 7 惠更斯 ChristianHuygens1629 1695 荷兰物理学家 数学家 天文学家 1655年获得法学博士学位 1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员 是与牛顿同一时代的科学家 是历史上最著名的物理学家之一 他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献 在数学和天文学方面也有卓越的
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