61机械波的形成波长周期和波速

1、物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速中国国家管弦乐团在联合国总部的演出中国国家管弦乐团在联合国总部的演出物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速第六章第六章 机械波机械波6-1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波速周期和波速6-2 平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数6-4 惠更斯原理惠更斯原理补充：波的应用补充：波的应用物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波

2、6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速一一 掌握掌握描述简谐波的各物理量及各量间的描述简谐波的各物理量及各量间的关系关系. 2 理解理解机械波产生的条件机械波产生的条件. 掌握掌握由已知质由已知质 点的简谐运动方程得出平面简谐波的波点的简谐运动方程得出平面简谐波的波 函数的方法函数的方法. 理解理解波函数的物理意义波函数的物理意义. 3 了解了解惠更斯原理和波的叠加原理惠更斯原理和波的叠加原理. 理解理解 波的相干条件，能应用相位差和波程差波的相干条件，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分析、确定相干波叠加后振幅加强和减 弱的条件弱的条件

3、.了解了解波的应用波的应用.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速 波动波动 一定的扰动的传播称为一定的扰动的传播称为波动波动，简称为，简称为波波。波动是波动是振动振动在空间的在空间的传播传播过程。振动是激发波动的波源过程。振动是激发波动的波源机械波机械波电磁波电磁波(包括光包括光)经典波经典波机械振动在机械振动在弹性弹性介质中的传播介质中的传播.交变电磁场在空间的传播交变电磁场在空间的传播.两类波的两类波的不同不同之处之处v机械波的传播需有传机械波的传播需有传播振动的播振动的弹性弹性介质介质;

4、v电磁波的传播可电磁波的传播可不需介质不需介质.2能量传播能量传播2反射反射2折射折射2叠加性叠加性2干涉干涉2衍射衍射两类波的两类波的共同共同特特征征 波动是自然界常见的、重要的物质运动形式波动是自然界常见的、重要的物质运动形式物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速一一 机械波的形成机械波的形成 波是振动运动状态的传播，介质波是振动运动状态的传播，介质的质点并不随波传播的质点并不随波传播.注意注意 机械波机械波 ：机械：机械振动振动在在弹性介质弹性介质中的传播中的传播. （相位的传播）（相位的

5、传播） 波的应用波的应用音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计音响技术：音乐的空间感、环绕感，音乐厅设计. 产生条件：产生条件：1）波源；）波源；2）弹性介质）弹性介质.声纳技术声纳技术: 水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等水中目标的探测、跟踪、通讯、导航等.超声技术超声技术: 超声诊断、无创治疗超声诊断、无创治疗.通信技术通信技术: 卫星通信、光纤通信、网络世界卫星通信、光纤通信、网络世界.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速横波：质点振动方向与波的传播方向相横波：质点振动方向与波的传播

6、方向相垂直垂直的波的波.（仅在固体中传播（仅在固体中传播 ）二二 横波与纵波横波与纵波 特征：具有交替出现的波峰和波谷特征：具有交替出现的波峰和波谷.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速 特征特征1：具有交替出现的波峰和波谷：具有交替出现的波峰和波谷. 特征特征2：各质点振动方向与波的传播方向垂直。各质点振动方向与波的传播方向垂直。 如绳波为横波。如绳波为横波。传播方向传播方向振振动动方方向向物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的

7、形成 波长波长 周期和波周期和波速速纵波：质点振动方向与波的传播方向互相纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行平行的波的波.（可在固体、液体和气体中传播）（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：具有交替出现的密部和疏部.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速 特征特征1：具有交替出现的密部和疏部：具有交替出现的密部和疏部. 特征特征2： 各质点振动方向与波的传播方向平行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，弹簧纵波是靠介质疏密部变化

8、传播的，如声波，弹簧波为纵波。波为纵波。传播方向传播方向振动方向振动方向物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速1、有些波既不是横波、有些波既不是横波也不是纵波。如：水也不是纵波。如：水表面的波既非横波又表面的波既非横波又非纵波。水波中的质非纵波。水波中的质点是做圆（或椭圆）点是做圆（或椭圆）运动的。运动的。波速波速物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速2 2 质点并未质点并未“随波逐流随波逐流”,

9、 ,波的传播不是介质质波的传播不是介质质点点的传播。的传播。振动是描写一个质点振动。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。波动是描写一系列质点在作振动。6 6 振动与波动的区别振动与波动的区别3 “上游上游”的质点依次带动的质点依次带动“下游下游”的质点振动。的质点振动。4 某时刻某质点的振动状态将在较晚时刻于某时刻某质点的振动状态将在较晚时刻于“下游下游”某某 处出现处出现-波是振动状态的传播。波是振动状态的传播。5 同相位点同相位点-质点的振动状态相同。质点的振动状态相同。物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的

10、形成 波长波长 周期和波周期和波速速传播方向传播方向7. .判断质点振动方向判断质点振动方向物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速oyaa-ux三三 波长波长 波的周期和频率波的周期和频率 波速波速2 波长波长 ：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为为 的振动质点之间的距离的振动质点之间的距离, 即一个完整波形的长度即一个完整波形的长度.2 波形图波形图 ：y 表示各质点相对其平衡位置表示各质点相对其平衡位置 x 的的位移位移. （横波和纵波均可用横波和纵波均

11、可用）物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速2 周期周期 ：波前进一个波长的距离所需要：波前进一个波长的距离所需要的时间的时间.tt1tutuu2 频率频率 ：周期的倒数，即单位时间内波：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目动所传播的完整波的数目.2 波速波速 ：波动过程中，某一振动状态（即：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）振动相位）单位时间内所传播的距离（相速）.u声音的传播速度声音的传播速度sm4000sm343空气，常温空气，常温左右，左右，

12、混凝土混凝土物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速. .周期、频率与介质无关，与波源的相同。周期、频率与介质无关，与波源的相同。波长、波速与介质有关。波长、波速与介质有关。. .波在不同介质中频率不变。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。不同频率的同一类波在同一介质中波速相同。注意注意声音的传播速度声音的传播速度sm4000sm343空气，常温空气，常温左右，左右，混凝土混凝土物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械

13、波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速四四 波线波线 波面波面 波前波前*球球 面面 波波平平 面面 波波波前波前波面波面波线波线物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速波的传播方向为波线。波的传播方向为波线。振动相位相同的各点组成的曲面。振动相位相同的各点组成的曲面。某一时刻波动所达到最前方的各某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面。点所连成的曲面。平面波平面波球面波球面波物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成

14、 波长波长 周期和波周期和波速速v根据波阵面形状的不同的分类：根据波阵面形状的不同的分类： 波阵面为球面波阵面为球面 球面波球面波 波阵面为平面波阵面为平面 平面波平面波v根据波传播方向与质点振动方向关系分类：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平行纵波 质点的振动方向与传播方向垂直横波质点的振动方向与传播方向垂直横波各质点只在各自的平衡位置附近振动；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；各质点振动频率相同，只是初相不同；物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 1 6 1 机械波的形成机械波的形成 波长波长 周期和波周期和波速速 例例 在室温下，已知空气中的声速在室温下，已知空气中的声速 为