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文檔簡介
1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第十一章 機械振動一、機械振動:(一)簡諧運動:1、簡諧運動的特征:1)運動學特征:振動物體離開平衡位置的位移隨時間按正弦規(guī)律變化在振動中位移常指是物體離開平衡位置的位移2)動力學特征:回復力的大小與振動物體離開平衡的位移成正比,方向與位移方向相反(指向平衡位置) 回復力:使振動物體回到平衡位置的力叫做回復力?;貜土κ歉鶕Φ男Ч麃砻??;貜土Φ姆较蚩偸侵赶蚱胶馕恢谩;貜土梢允俏矬w所受的合外力,也可以是幾個力的合力,也可以是一個力,或者某個力的分力。由回復力產生的加速度與位移成正比,方向與位移方向相反證明一個物體是否是作簡諧運動,只需要看它的回復力的特征2、簡諧運
2、動的運動學分析:1)簡諧運動的運動過程分析:(1)常用模型:彈簧振子(其運動過程代表了簡諧運動的過程)(2)運動過程:簡諧運動的基本過程是兩個加速度減小的加速運動過程和兩個加速度增大的減速運動過程(3)簡諧運動的對稱性:做簡諧運動的物體在經過關于平衡位置對稱的兩點時,兩處的加速度、速度、回復力大小相等 (大小相等、相等)。動能、勢能相等(大小相等、相等)。2)表征簡諧運動的物理量:(1)振幅:振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振動的振幅。振幅是標量。振幅是反映振動強弱的物理量。(2)周期和頻率:振動物體完成一次全振動所用的時間叫做振動的周期。單位時間內完成全振動的次數叫做全振動的頻率。它們的關
3、系是T=1/f。在一個周期內振動物體通過的路程為振幅的4倍;在半個周期內振動物體通過的路程為振幅2倍;在1/4個周期內物體通過的路程不一定等于振幅3)簡諧運動的表達式:4)簡諧運動的圖像:振動圖像表示了振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。反映了振動質點在所有時刻的位移。從圖像中可得到的信息:某時刻的位置、振幅、周期速度:方向順時而去;大小比較看位移大小加速度:方向與位移方向相反;大小與位移成正比3、簡諧運動的能量轉化過程:1)簡諧運動的能量:簡諧運動的能量就是振動系統(tǒng)的總機械能。振動系統(tǒng)的機械能與振幅有關,振幅越大,則系統(tǒng)機械能越大。阻尼振動的振幅越來越小。2)簡諧運動過程中能量的轉化:系統(tǒng)的動能
4、和勢能相互轉化,轉化過程中機械能的總量保持不變。在平衡位置處,動能最大勢能最小,在最大位移處,勢能最大,動能為零。(二)簡諧運動的一個典型例子單擺:1、單擺振動的回復力:擺球重力的切向分力。2、單擺振動看成簡諧運動的條件:3、單擺的振動周期:T=2對周期公式的理解和應用注意以下幾個問題:簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。單擺周期公式中的L是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離,一般也叫等效擺長。4、利用單擺測重力加速度:(三)受迫振動:1、受迫振動的含義:物體在外界驅動力的作用下的運動叫做受迫振動。2、受迫振動的規(guī)律:物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率,而跟物體固有頻率無關。
5、1)受迫振動的頻率:物體做穩(wěn)定的受迫振動時振動頻率等于驅動力的頻率,與物體的固有頻率無關。2)受迫振動的振幅:與振動物體的固有頻率和驅動力頻率差有關3、共振:當策動力的頻率跟物體固有頻率相等時,受迫振動的振幅最大,這種現象叫共振。(1)條件:驅動力的頻率等于物體的固有頻率(2)特點:振幅最大共振是受迫振動的一種特殊情況。聲波的共振現象叫做共鳴。第十二章 機械波二、機械波:1、機械波的含義:1)機械波的含義:機械振動在介質中的傳播,形成機械波。機械波傳播到什么地方,該處的質點就要在其平衡位置附近振動(重復振源的振動)介質中各質點的振動都是受迫振動簡諧運動在介質中的傳播形成的機械波稱為簡諧波機械波
6、產生的條件:要有波源,(2)要有傳播振動的介質。3)機械波傳播的內容:傳播振動,傳播波形,傳播能量,但不傳播物質4)機械波的種類:(1)橫波:質點振動方向與波的傳播方向垂直(2)縱波:質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上2、描述機械波的物理量:1)波長:(1)含義:在波的傳播方向上,相對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質點間的距離,叫波長。相隔波長整數倍的兩質點的振動情況相同,相隔半個波長的奇數倍的兩質點的振動情況相反。(2)幾種說法:一個周期時間內波傳播的距離是一個波長。在橫波中,兩個相鄰的波峰(或波谷)間的距離,等于波長。在縱波中,兩個相鄰的密部(或疏部)間的距離,等于波長。(3)決定因
7、素:由介質與振源共同決定2)波的周期和頻率:(1)含義:波在傳播過程中介質中各質點的振動周期與頻率(2)決定因素:由振源決定,與介質無關3)波速:波速反映波在介質中傳播的快慢。V=f3、波的圖像:(1)波的圖像描述的問題:介質中各個質點在某一時刻相對平衡位置的位移。(2)作法:橫坐標各質點的平衡位置;縱坐標各質點在同一時刻的位移簡諧波的圖像是正弦曲線不同時刻波的圖像不同波的圖像的物理意義:各個質點的位置、波長、振幅下一時刻波的圖像振動速度(方向逆波而行;大小比較位移大?。┘铀俣龋ǚ较蚺c位移方向相反;大小與位移成正比)4、波的現象:1)波的反射與折射:(1)惠更斯原理:波陣面(波面):振動情況相
8、同的點組成的面波線:與波面垂直的線,表示波的傳播方向惠更斯原理:介質中任一波面上的各點,都可以看做發(fā)射子波的波源,其后任意時刻,這些子波在波前進方向的包絡面就是新的波面(2)波的反射:反射波線與入射波線在同一平面內反射波線與入射波線分居界面法線的兩側反射角等于入射角波的折射:折射波線與入射波線在同一平面內折射波線與入射波線分居界面法線的兩側入射角的正弦與折射角的正弦之比為第2種介質相對第1種介質的折射率2)波的衍射現象:(1)含義:波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現象叫做波的衍射。(2)發(fā)生明顯衍射的條件:孔、縫、障礙物的尺寸比波長小或跟波長相差不多。一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波特有的現象。3)波的干涉
9、:(1)波的疊加原理:幾列波相遇時能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播;在他們重疊的區(qū)域內,介質的質點同時參與這幾列波引起的振動,質點的位移等于這幾列波單獨傳播時分別引起的位移的矢量和。(2)波的干涉:波的干涉的含義:兩列相干波疊加,使得某些區(qū)域振動加強,某些區(qū)域振動減弱,并且振動加強區(qū)域和振動減弱區(qū)域相互間隔,這種現象叫做波的干涉.形成的圖樣叫做波干涉圖樣。一切波都可能發(fā)生干涉,干涉是波特有的現象。產生干涉的條件:兩列波的頻率相同相干條件規(guī)律:A:相遇觀點: 波峰與波峰相遇振動加強;波谷與波谷相遇振動加強;波峰與波谷相遇振動減弱B:路程差觀點:路程差為波長的整數倍振動加強;路程差為半波長的奇數倍振
10、動減弱:要求兩波源的振動情況相同,否則無此結論4)多普勒效應:(1)含義:由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到波的頻率發(fā)生變化的現象,叫做多普勒效應。一切波都能發(fā)生多普勒效應(2)規(guī)律:當波源和觀察者相對靜止時,觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。當波源和觀察者相對靠近時,觀察者接收到的頻率大于波源的頻率。當波源和觀察者相對遠離時,觀察者接收到的頻率小于波源的頻率。設波源S振動的頻率為f,波源和觀察者A孝沿同一直線運動,相對于地面的速度分別為vS和vA。波在介質中的傳播速度為vp,且vS<vp,vA<vp,則觀察者接收到的頻率為.第十三章 光一、幾何光學:1、光的直線傳播:2
11、、光的反射:3、光的折射:1)介質的折射率:(1)定義:光從真空射入某種介質時,入射角正弦與折射角正弦的比值稱為這種介質的折射率(2)與光在介質中的速度的關系:2)光的折射定律:折射光線與入射光線在同一平面內折射光線與入射光線分居界面法線的兩側入射角正弦與折射角正弦的關系為光從真空進入介質:光從介質進入真空:3)測定玻璃的折射率:全反射:(1)含義:光射到兩種介質的界面上全部返回原介質而無折射的現象(2)發(fā)生全反射的條件: 光從光密介質射向光疏介質入射角大于等于臨界角光密介質與光疏介質:兩種介質相比,折射率大的介質稱為光密介質;折射率小的介質稱為光疏介質(4)臨界角: 含義:折射角為90時對應
12、的入射角計算公式:(從介質射向真空)(5)光從光密介質射向光疏介質時的其他情況:入射角增大折射角增大,折射光的強度變?。?)全反射的應用光導纖維:光導纖維的應用:醫(yī)學上的內窺鏡,光纖通信5、白光經過棱鏡的色散(1)產生的原因:不同色光在同一介質中的傳播速度不同(2)說明的問題:白光是一種復色光(3)不同色光折射率、光速、頻率、波長的比較:二、光的波動性:1、光的干涉:1)雙縫干涉:(1)P點到兩光源的路程差:(2)相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間隔:(3)干涉圖樣: 單色光干涉:等寬的明暗相間和條紋白光干涉:條紋是彩色的2)薄膜干涉:(1)兩反射光的路程差:(2)白光干涉:彩色圖樣(3)應用: 增透膜
13、:厚度為檢查平面:(4)光的干涉說明的問題:光是一種波2、光的衍射:1)明顯衍射的條件:光的波長與孔、縫、障礙物的尺寸相差不多2)幾種衍射:(1)光通過小孔的衍射(2)光通過狹縫的衍射(3)泊松亮斑(4)衍射光柵:狹縫數多衍射條紋寬度變小,亮度增加(5)衍射說明的問題:光是一種波3、光的偏振:1)光的偏振現象: 2)偏振光:在垂直光的傳播方向上只有某個特定方向振動的光3)反射現象中的偏振:4)光的偏振說明的問題:光是一種橫波激光的特性及應用:(1)相干性好:應用于傳遞信息(光纖通信)(2)平行度好:精確測距(激光雷達)、讀光盤(3)亮度高:切割、焊接(醫(yī)學上的“光刀”、“焊接”視網膜)、引起核
14、聚變第十四章 電磁波一、電磁波1、麥克斯韋電磁理論(1)變化的磁場產生電場均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場周期性變化的磁場產生周期性變化的電場(2)變化的電場產生磁場均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場周期性變化的電場產生周期性變化的磁場電磁場:(1)含義:變化的電場和變化的磁場交替產生,所形成的不可分離的統(tǒng)一體稱為電磁場(2)特點: 電場與磁場交替產生從產生處向外傳播電磁波:(1)含義:電磁場在空中的傳播電磁波是一種橫波,具有橫波的一切特性電磁波傳播依靠的是電磁場的交替產生,不需要介質(與機械波不同)在真空中的傳播速度為c=3×108m/s,在介質中的傳播速度由介質決定,與波的頻率有關關系:預言電磁波存在的是麥克斯韋,首先用實驗證實電磁波存在的是赫茲(2)波的圖像:二、電磁振蕩電路中的電流、電容器極板上的電荷量、電容器中的電場、線圈中的磁場在作周期性變化振蕩周期:三、電磁波的發(fā)射的接收:(均利用LC振蕩電路)1、無線電波的發(fā)射:(1)發(fā)射要求: 要有足夠高的頻率電場磁場要分散到盡可能大的空間要求的達到:開放電路(2)利用無線電波輸送信號:對高頻電磁波進行調制(調幅、調頻)2、無線電波的接收:對接收電路進行調諧
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