-机械波的产生和传播

1、太原理工大学物理系太原理工大学物理系1 1 波动波动 振动在空间的传播过程叫做振动在空间的传播过程叫做波动波动。波动是一。波动是一种重要的运动形式。种重要的运动形式。2.常见的波常见的波基本概念基本概念（1 1）机械波）机械波：机械振动在媒质中的传播。：机械振动在媒质中的传播。（2 2）电磁波）电磁波：变化电场和变化磁场在空间中的传播。：变化电场和变化磁场在空间中的传播。 机械波与电磁波的本质不同，传播机理不同，机械波与电磁波的本质不同，传播机理不同，但其基本传播规律相同。但其基本传播规律相同。太原理工大学物理系太原理工大学物理系一、机械波的产生一、机械波的产生1.1.产生条件：产生条件：1

2、1）波源；）波源；2 2）弹性媒质）弹性媒质. .12-1 机械波的产生和传播机械波的产生和传播2.2.简谐波：简谐波：若媒质中的所有质元均按一定的相位若媒质中的所有质元均按一定的相位传播规律做简谐振动，此种波称为传播规律做简谐振动，此种波称为简谐波简谐波. . 弹性媒质：弹性媒质：质元之间以弹性力相联系。质元之间以弹性力相联系。波源：波源：作机械振动的物体。作机械振动的物体。 简谐波简谐波是一种最简单、最重要的波，一切复是一种最简单、最重要的波，一切复杂的波都是由简谐波合成的结果。杂的波都是由简谐波合成的结果。以下我们主要讨论简谐波。以下我们主要讨论简谐波。太原理工大学物理系太原理工大学物理

3、系二、横波和纵波二、横波和纵波横波横波: :质元振动方向垂直于波的传播方向。（仅质元振动方向垂直于波的传播方向。（仅在固体中传播）在固体中传播）特征：特征：具有交替出现的波峰和波谷具有交替出现的波峰和波谷. .太原理工大学物理系太原理工大学物理系纵波纵波: :质元振动方向平行于波的传播方向。（可质元振动方向平行于波的传播方向。（可在固体、液体和气体中传播）在固体、液体和气体中传播）特征：特征：具有交替出现的密部和疏部具有交替出现的密部和疏部. .太原理工大学物理系太原理工大学物理系2) 2) 媒质中各质元在各自平衡位置附近运动媒质中各质元在各自平衡位置附近运动. . 1) 1) 媒质中各质元受

4、到弹性力作用媒质中各质元受到弹性力作用. .3 3）上游的振动状态被下游重复上游的振动状态被下游重复, ,所以所以“波是振波是振动状的传播动状的传播”。 5 5）有些质元的振动状态相同，这些点称作同有些质元的振动状态相同，这些点称作同相位点。相位点。结论：结论：4 4）沿波的传播方向，各质元的相位依次落后。沿波的传播方向，各质元的相位依次落后。太原理工大学物理系太原理工大学物理系三、波的几何描述三、波的几何描述波线波线：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波线的指向表示波的传播方向。线的指向表示波的传播方向。波阵面波阵面：波在同一时刻到达的各点组成的面。一个

5、：波在同一时刻到达的各点组成的面。一个波面上各点是同时开始振动的，具有相同的相位，波面上各点是同时开始振动的，具有相同的相位，波面又称波面又称同相面同相面。波前波前：最前方的波面即是波前。：最前方的波面即是波前。平面波平面波：波面为平面：波面为平面球面波球面波：波面为球面：波面为球面柱面波柱面波：波面为柱面：波面为柱面太原理工大学物理系太原理工大学物理系平面波平面波球面波球面波波波线线波波阵阵面面波波阵阵面面波波线线1、在各向同性煤质中传播时，波线和波阵面垂直。、在各向同性煤质中传播时，波线和波阵面垂直。2、在远离波源的球面波波面上的任何一个小部份，、在远离波源的球面波波面上的任何一个小部份，

6、都可视为平面波。都可视为平面波。太原理工大学物理系太原理工大学物理系四、波的特征量四、波的特征量Tu2 2、频率、频率 单位时间内波动所传播的完整波的数目单位时间内波动所传播的完整波的数目. .媒质中各质元的振动频率。媒质中各质元的振动频率。3 3、波速、波速 波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位波动过程中，某一振动状态（即振动相位）单位时间内所传播的距离时间内所传播的距离. .1.1.波长波长 同一波线上两个相邻同相点间的距离。同一波线上两个相邻同相点间的距离。 波形曲线上一个完整波形的长度波形曲线上一个完整波形的长度. .一个振动周期内波传过的距离。一个振动周期内波传过的距离。 太原理工大学物理系太原理工大学物理系如声音的传播速度如声音的传播速度sm4000sm343空气，常温空气，常温左右左右，混凝土混凝土固体固体纵纵 波波Y