大学物理机械波1公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

机械波波、机械波空间某处发生振动，以有限速度向四面传输，这种传输着振动称为波机械振动在连续介质中传输称为机械波电磁振动在真空或介质中传输叫电磁波任何物体都含有波动性，这种波叫物质波各种类型波有其特殊性，但也有普遍共性，能够用相同数学形式来描述第一节机械波产生与传输一、机械波产生条件

1.波源——振动物体

2.连续介质——传输机械振动弹性介质注意：机械波只是振动传递，并没有物质传输弹性波：质元振动回复力是弹性力二、机械波分类1.横波：介质中质点振动方向与波传输方向垂直

横波只能在固体中或液体表面传输

2.纵波：介质中质点振动方向与波传输方向平行

纵波在全部物质中都能够传输结论：机械波传输是波源振动状态和能量三、波线与波面波传输到空间——波场波场中代表波传输方向射线——波线某时刻振动位相相同点轨迹——波面最前方波面——波前或波阵面横波中，质元振动轨迹与波线垂直，二者组成面——振动面或偏振面波线波面波面波线波面波线波线波面平面波球面波★各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直★沿波线方向各质点振动相位依次落后四、描述波动物理量1、波长 同一波线上相邻位相差为2π两质点间距离2、周期、频率

周期——波前进一个波长所需时间

频率——单位时间内经过某固定点完整波数目

波源完成一次全振动，就有一个完整波送出去，所以波动周期等于波源振动周期3、波速

波动是振动状态（位相）传输，振动状态在单位时间内传输距离称为波速，又称相速波速由介质弹性性质和惯性性质决定横波波速：G为切变弹性模量纵波波速：E为容变弹性模量第二节平面简谐波波函数简谐波波源和各质点振动都是简谐振动，复杂波能够看出若干个简谐波叠加平面简谐波——波面为平面简谐波？问题怎样用数学表示式描述一个前进中波动？怎样描述各质点振动位移y随平衡位置x和t变换规律波函数一、波函数推导平面简谐波沿x轴正方向传输设原点振动方程为设平衡位置为xP点在t时刻振动位移为yP点振动落后于原点，晚了也就是原点振动状态传到P点所需时间P点在t时刻将重复原点在时刻振动状态P点t时刻振动位移与原点时刻振动位移相同P点振动方程为沿x轴正向传输平面简谐波波函数也是x处质点振动方程惯用波动表示式沿x轴负向传输平面简谐波波函数（1）如图，已知P点振动方程：思考求波动方程即波函数。（2）如图，已知P点振动方程：或思考二、波函数物理意义1、x=x0为定值，y=y(t)表示x0处质点振动方程，该质点做简谐振动，初位相为位相落后原点二、波函数物理意义1、x=x0为定值，y=y(t)同一波线上，任意两质点之间位相差为2、t=t0为定值，y=y(x)表示t0时刻波线上各质点离开各自平衡位置位移分布情况，称为该时刻波形方程对于横波，波形图就是该时刻各质点在空间真实分布对于纵波，波形图仅表示质点位移分布3、t和x都在改变波动方程给出了各个质点在不一样时刻位移，或者说包含了不一样时刻波形t时刻t+时刻波速即波形平移速度振动曲线和波形图上质点振动方向tt时刻t+时刻例1：沿X轴正方向传输平面简谐波、在t=0时刻波形如图，问：（1）原点O初相及P点初相各为多大？（2）已知A及，写出波动方程。0p解题思绪：YO波形平移时，O点向下振动例2