6-1 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