機械波的產(chǎn)生及其特征量解析

1第五章機械波2波動是振動的傳播過程。振動是激發(fā)波動的源泉（波源）。機械波電磁波波動機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播。交變電磁場在空間的傳播。兩類波的不同之處機械波的傳播需有

傳播振動的介質(zhì)電磁波的傳播可

不需介質(zhì).能量傳播反射折射干涉衍射兩類波的共同特征物質(zhì)波概率波/幾率波。3主要內(nèi)容5-1

機械波的產(chǎn)生及其特征量5-2

平面簡諧波5-3

惠更平面原理波的干涉5-4

波的疊加原理波的干涉5-5

駐波5-6

多普勒效應(yīng)4基本要求1、理解機械波形成和傳播的條件及其特征量。2、掌握由已知質(zhì)點的簡諧振動方程得出平面簡諧波表達式的方法。3、了解波的疊加原理，理解波的相干條件。4、掌握兩波干涉時振幅加強和減弱的條件。5、理解波的干涉、了解行波和駐波。55.1機械波的產(chǎn)生及其特征量6波源介質(zhì)+彈性作用機械波產(chǎn)生條件：波源+

彈性介質(zhì)波是運動狀態(tài)的傳播，介質(zhì)的質(zhì)點并不隨波傳播。注意機械波：機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播。一機械波的形成7二橫波與縱波橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相垂直

的波。（可在固體、液體中傳播）

特征：具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷。8縱波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向互相平行的波。（可在固體、液體和氣體中傳播）特征：具有交替出現(xiàn)的密部和疏部。9總結(jié)一橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相垂直

的波。

橫波傳播時，振動方向與傳播方向垂直。波源每振動一次，沿著波的傳播方向傳出

一個完整的波，且具有交替出現(xiàn)的波峰和

波谷。橫波只能在具有切變彈性的媒質(zhì)中傳播。如：在固體、液體中傳播10總結(jié)二縱波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向互相平行

的波。

縱波是振動方向平行于傳播方向的波。縱波只能在具有壓縮和拉伸的彈性媒質(zhì)中產(chǎn)生。如：在固體、液體和氣體中傳播。11三波線波面波前平面波波線：沿波的傳播方向作一些帶箭頭的線。波面：任一時刻媒質(zhì)中振動相位相同的點連接成的面。波前：某時刻相位值最小的波面稱為該時刻的波前。12平面波和球面波*球面波平面波波前波面波線13四描述波動的特征量

波長周期/頻率波速波長

波長λ：沿波的傳播方向，兩個相鄰的、相位差為2π的振動質(zhì)點之間的距離，即一個完整波形的長度.OyA-A14四描述波動的特征量

周期T：波前進一個波長的距離所需要的時間。

頻率

v：周期的倒數(shù)，即單位時間內(nèi)波動所傳播的完整波的數(shù)目。

波速u：波動過程中，某一振動狀態(tài)（即振動相位）單位時間內(nèi)所傳播的距離（相速）。注意周期或頻率只決定于波源的振動!波速只決定于媒質(zhì)的性質(zhì)！15波速u與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，ρ為介質(zhì)的密度。如聲音的傳播速度空氣，常溫混凝土橫波固體縱波液、氣體切變模量彈性模量體積模量16例1

在室溫下，已知空氣中的聲速u1為340m/s，水中的聲速u2為1450m/s，求頻率為200Hz和2000Hz的聲波在空氣中和水中的波長各為多少？

在水中的波長解:在空氣中的波長17解：(1)氣體中縱波的速度由理想氣體狀態(tài)方程：例2

假如在空氣中傳播時,空氣的壓縮與膨脹過程進行得非常迅速,以致來不及與周圍交換熱量,聲波的傳播過程可看作絕熱過程。(1)視空氣為理想氣體，試證聲速u與壓強P的關(guān)系為，與溫度T的關(guān)系為。式中為氣體摩爾熱容之比，為密度，R為摩爾氣體常數(shù)，M為摩爾質(zhì)量。（2）求0℃和20℃時,空氣中的聲速。18解：(2)例2

假如在空