大學(xué)物理機(jī)械波及波的形式波長(zhǎng)波線及波面波速課堂PPT

1、第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系：振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系： 機(jī)械波、電磁波、物質(zhì)波機(jī)械波、電磁波、物質(zhì)波振動(dòng)振動(dòng)波動(dòng)的成因波動(dòng)的成因波動(dòng)波動(dòng)振動(dòng)的傳播振動(dòng)的傳播 波動(dòng)的種類(lèi)：波動(dòng)的種類(lèi)：第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2一一 機(jī)械波的形成機(jī)械波的形成 能傳播機(jī)械振動(dòng)的媒質(zhì)能傳播機(jī)械振動(dòng)的媒質(zhì)（空氣、水、鋼鐵等）（空氣、水、鋼鐵等）2 介質(zhì)介質(zhì)作機(jī)械振動(dòng)的物體作機(jī)械振動(dòng)的物體（聲帶、樂(lè)器等）（聲帶、樂(lè)器等） 1 波源波源 波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播，介

2、介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播.注意注意第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3二二 橫波與縱波橫波與縱波1 橫波橫波第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4特點(diǎn)：特點(diǎn)： 波傳播方向上各點(diǎn)的振動(dòng)方波傳播方向上各點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向垂直向與波傳播方向垂直2 縱波縱波（又稱疏密波）（又稱疏密波） 例如：彈簧波、例如：彈簧波、 聲波聲波第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5 縱波縱波 特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向

3、一致特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向一致第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版63 復(fù)雜波復(fù)雜波 （本章研究對(duì)象）（本章研究對(duì)象）特點(diǎn)：波源及介質(zhì)中各點(diǎn)均作簡(jiǎn)諧振動(dòng)特點(diǎn)：波源及介質(zhì)中各點(diǎn)均作簡(jiǎn)諧振動(dòng)特點(diǎn)：復(fù)雜波可分解為橫波和縱波的合成特點(diǎn)：復(fù)雜波可分解為橫波和縱波的合成例如：地震波例如：地震波 簡(jiǎn)諧波簡(jiǎn)諧波第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7三三 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 波的周期和頻率波的周期和頻率 波速波速oya a -ux 波傳播方向上相鄰兩振動(dòng)狀態(tài)完全相同波傳播方向上相鄰兩振動(dòng)狀態(tài)完全相

4、同的質(zhì)點(diǎn)間的距離的質(zhì)點(diǎn)間的距離（一完整波的長(zhǎng)度一完整波的長(zhǎng)度）. 1 波長(zhǎng)波長(zhǎng)第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8橫波：橫波：相鄰相鄰 波峰波峰波峰波峰 波谷波谷 波谷波谷 縱波：縱波：相鄰相鄰 波疏波疏波疏波疏 波密波密波密波密 第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版92 周期周期 t 波傳過(guò)一波長(zhǎng)所需的時(shí)間波傳過(guò)一波長(zhǎng)所需的時(shí)間，或一完整或一完整波通過(guò)波線上某點(diǎn)所需的時(shí)間波通過(guò)波線上某點(diǎn)所需的時(shí)間.ut3 頻率頻率 單位時(shí)間內(nèi)波向前傳播的完整波的單位時(shí)間內(nèi)波向前傳播的完整波的

5、數(shù)目數(shù)目. （1 內(nèi)向前傳播了幾個(gè)波長(zhǎng)）內(nèi)向前傳播了幾個(gè)波長(zhǎng)）s第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版10決定于介質(zhì)的性質(zhì)（彈性模量和密度）決定于介質(zhì)的性質(zhì)（彈性模量和密度）波在介質(zhì)中傳播的速度波在介質(zhì)中傳播的速度 4 波速波速 u鋼鐵中鋼鐵中 水水 中中例如，聲波在空氣中例如，聲波在空氣中1sm340-1sm5001-1sm0005-第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11四個(gè)物理量的聯(lián)系四個(gè)物理量的聯(lián)系t1tutuu注意注意第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念

6、機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版12 例例1 在室溫下，已知空氣中的聲速在室溫下，已知空氣中的聲速 為為340 m/s，水中的聲速水中的聲速 為為1450 m/s ，求頻率為，求頻率為200 hz和和2000 hz 的聲波在空氣中和水中的波長(zhǎng)各為多少？的聲波在空氣中和水中的波長(zhǎng)各為多少？1u2um7 .1hz200sm3401111-um17. 0212um25. 7hz200sm14501121-um725. 0222u在水中的波長(zhǎng)在水中的波長(zhǎng)解解由由 ，頻率為，頻率為200 hz和和2000 hz 的聲波在的聲波在u空氣中的波長(zhǎng)空氣中的波長(zhǎng)第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械

7、波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版13四四 波線波線 波面波面 波前波前振動(dòng)相位相同的點(diǎn)組成的面稱為波陣面振動(dòng)相位相同的點(diǎn)組成的面稱為波陣面1 波線波線2 波陣面波陣面波的傳播方向波的傳播方向任一時(shí)刻波源最初振動(dòng)狀態(tài)在各方向任一時(shí)刻波源最初振動(dòng)狀態(tài)在各方向上傳到的點(diǎn)的軌跡上傳到的點(diǎn)的軌跡. 波前是最前面的波陣面波前是最前面的波陣面第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14性質(zhì)性質(zhì)（3）各向同性介質(zhì)中，波線垂直于波陣面各向同性介質(zhì)中，波線垂直于波陣面.（2）波陣面的推進(jìn)即為波的傳播波陣面的推進(jìn)即為波的傳播.（1）同一波陣面上各點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)相同同一波陣面上各點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)相同.第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)6-1 6-1 機(jī)械波的幾個(gè)概念機(jī)械波的幾個(gè)概念物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15分類(lèi)（分類(lèi)（1）平面波平面波 （2）球面波球面波第十章第十章 波動(dòng)波動(dòng)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版166-06-0 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求6-2 6-2 平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)平面簡(jiǎn)諧波的波函