大學物理機械波及波的形式波長波線及波面波速課堂PPT

1、第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版1振動和波動的關(guān)系：振動和波動的關(guān)系： 機械波、電磁波、物質(zhì)波機械波、電磁波、物質(zhì)波振動振動波動的成因波動的成因波動波動振動的傳播振動的傳播 波動的種類：波動的種類：第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版2一一 機械波的形成機械波的形成 能傳播機械振動的媒質(zhì)能傳播機械振動的媒質(zhì)（空氣、水、鋼鐵等）（空氣、水、鋼鐵等）2 介質(zhì)介質(zhì)作機械振動的物體作機械振動的物體（聲帶、樂器等）（聲帶、樂器等） 1 波源波源 波是運動狀態(tài)的傳播波是運動狀態(tài)的傳播，介

2、介質(zhì)的質(zhì)點并不隨波傳播質(zhì)的質(zhì)點并不隨波傳播.注意注意第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版3二二 橫波與縱波橫波與縱波1 橫波橫波第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版4特點：特點： 波傳播方向上各點的振動方波傳播方向上各點的振動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 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版5 縱波縱波 特點：質(zhì)點的振動方向與波傳播方向

3、一致特點：質(zhì)點的振動方向與波傳播方向一致第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版63 復雜波復雜波 （本章研究對象）（本章研究對象）特點：波源及介質(zhì)中各點均作簡諧振動特點：波源及介質(zhì)中各點均作簡諧振動特點：復雜波可分解為橫波和縱波的合成特點：復雜波可分解為橫波和縱波的合成例如：地震波例如：地震波 簡諧波簡諧波第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版7三三 波長波長 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狀態(tài)完全相同波傳播方向上相鄰兩振動狀態(tài)完全相

4、同的質(zhì)點間的距離的質(zhì)點間的距離（一完整波的長度一完整波的長度）. 1 波長波長第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版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 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版92 周期周期 t 波傳過一波長所需的時間波傳過一波長所需的時間，或一完整或一完整波通過波線上某點所需的時間波通過波線上某點所需的時間.ut3 頻率頻率 單位時間內(nèi)波向前傳播的完整波的單位時間內(nèi)波向前傳播的完整波的

5、數(shù)目數(shù)目. （1 內(nèi)向前傳播了幾個波長）內(nèi)向前傳播了幾個波長）s第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版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 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版11四個物理量的聯(lián)系四個物理量的聯(lián)系t1tutuu注意注意第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念

6、機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版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各為多少？的聲波在空氣中和水中的波長各為多少？1u2um7 .1hz200sm3401111-um17. 0212um25. 7hz200sm14501121-um725. 0222u在水中的波長在水中的波長解解由由 ，頻率為，頻率為200 hz和和2000 hz 的聲波在的聲波在u空氣中的波長空氣中的波長第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械

7、波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版13四四 波線波線 波面波面 波前波前振動相位相同的點組成的面稱為波陣面振動相位相同的點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刻波源最初振動狀態(tài)在各方向任一時刻波源最初振動狀態(tài)在各方向上傳到的點的軌跡上傳到的點的軌跡. 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 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版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）波陣面的推進即為波的傳播波陣面的推進即為波的傳播.（1）同一波陣面上各點振動狀態(tài)相同同一波陣面上各點振動狀態(tài)相同.第十章第十章 波動波動6-1 6-1 機械波的幾個概念機械波的幾個概念物理學物理學第五版第五版15分類（分類（1）平面波平面波 （2）球面波球面波第十章第十章 波動波動物理學物理學第五版第五版166-06-0 教學基本要求教學基本要求6-2 6-2 平面簡諧波的波函數(shù)平面簡諧波的波函