第6章_机械波_1_VIP免费

第6章机械波波的世界：波无处不在，与人类生活息息相关机械波：波机械振动在弹性介质中的传播.电磁波：交变电磁场在空间的传播.声音、地震、海浪、通讯、雷达……第6章机械波波动是振动的传播过程.振动是激发波动的波源.振动与波动的关系：机械波的传播需要弹性介质电磁波可在真空中传播传播能量反射、折射、干涉、衍射两类波的个性：两类波的共性：第6章机械波波源介质+弹性作用机械波一机械波的产生和传播产生条件：1）波源；2）弹性介质.波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播.注意机械波：机械振动在弹性介质中的传播.第6章机械波外形特征：交替出现波峰和波谷，并以一定的速度传播。横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.二周期性机械波横波与纵波第6章机械波外形特征：交替出现密部和疏部，并以一定的速度传播。纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波.第6章机械波三波长频率与波速的关系波长：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度.π2OyAAux第6章机械波周期：波前进一个波长的距离所需要的时间.TT1TuTuu频率：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目.波速：振动状态的传播速度，它的大小仅决定于媒质性质.u注意周期或频率只决定于波源的振动周期或频率只决定于波源的振动!!波速只决定于媒质的性质！波速只决定于媒质的性质！第6章机械波6.1.4球面波和平面波1、波线:沿波的传播方向画一些带箭头的线；2、波面:不同波线上相位相同的点连成的曲面；3、波前:在某一时刻，由波源最初振动状态传到各点所连成的曲面。波线波面波前第6章机械波*球面波平面波波前波面波线第6章机械波例1在室温下，已知空气中的声速为340m/s，水中的声速为1450m/s，求频率为200Hz和2000Hz的声波在空气中和水中的波长各为多少？1u2um7.1Hz200sm3401111um17.0212um25.7Hz200sm14501121um725.0222u在水中的波长解由，频率为200Hz和2000Hz的声波在u空气中的波长第6章机械波),(txyy各质点相对平衡位置的位移波线上各质点平衡位置简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作简谐振动时，介质中各质点也将随着振动状态的传播而相继作同频率的简谐振动，形成简谐波。6.2平面简谐波波动方程：介质中任一质点（坐标为x）相对其平衡位置的位移（坐标为y）随时间的变化关系，即第6章机械波介质中各点的振动情况都是由波源传播过来的，与波源振动情况相似，只不过在时间上存在先后差别。若波速为u，媒质中距波源为x的质点在t时刻的运动状态就是波源在时刻的振动状态。uxt波动方程推导思想：第6章机械波uxt以速度u沿x轴正向传播的平面简谐波.令原点O的初相为零，其振动方程tAyOcos)(cosuxtAyP则，P点振动方程O点振动传到P点时间为：第6章机械波0,0x])(cos[uxtAy沿轴负向ux)cos(tAyO点O振动方程波动方程沿轴正向ux])(cos[uxtAyyxuAAO如果原点的初相位不为零第6章机械波212TTu波动方程的其它形式])(π2cos[)(λxTtAx,ty定义：角波数π2k)cos(),(kxtAtxy质点的振动速度，加速度])(sin[uxtAtyv])(cos[222uxtAtya第6章机械波波动方程的物理意义])(π2cos[])(cos[xTtAuxtAy1当x一定时，波动方程为该处质点的振动方程,对应曲线为该处质点振动曲线，并给出该点与点O振动的相位差.λxuxπ2第6章机械波波线上各点的简谐振动图第6章机械波2当一定时，波动方程表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，对应曲线为此刻的波形图.t])(π2cos[])(cos[xTtAuxtAy)(π2)(111xTtuxt)(π2)(222xTtuxt212121212π2πxxx波程差1221xxx2πx第6章机械波波形图：t=T第6章机械波yxuOyxuO),(),(xxttxt)(π2cosxTtAy...