《普通物理》课程教学资源（PPT课件）6-1 机械波的形成 波长 周期和波速

机械波的形成波长周期和波速6-1波动是自然界常见的、重要的物质运动形式波动振动在空间的传播过程机械波机械振动在弹性介质中的传播经典波电磁波交变电磁场在空间的传播凸能量传播波的共同特征凸干涉中衍射

➢ 波动 —— 振动在空间的传播过程. 机械波 电磁波 经典波 机械振动在弹性介质中的传播. 交变电磁场在空间的传播. ➢ 波动是自然界常见的、重要的物质运动形式  能量传播  干涉  衍射 波的共同特征

机械波的形成机械波：机械振动在弹性介质中的传播.（相位的传播）产生条件：（1）波源：（2）弹性介质波源弹性作用十介质波定派动大态专插，质卫质注意A>点并不随波传播

一 机械波的形成 波是振动状态的传播，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.（相位的 传播） ➢ 产生条件：（1）波源；（2）弹性介质. 波源 介质 + 弹性作用 机 械 波

横波与纵波横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波（仅在固体中传播-At=T/4t =T/2=3T/4t=T特征：具有交替出现的波峰和波谷

横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ） 二 横波与纵波 ➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷

纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波（可在固体、液体和气体中传播特征：具有交替出现的密部和疏部

纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播） ➢ 特征：具有交替出现的密部和疏部

波长波速三波的周期和频率波形图：y表示各质点相对其平衡位置X的位移横波和纵波均可用uX波长几：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为宁的2元动质点之间的距离，即一个完整波形的长度

O y A - A u x 三 波长 波的周期和频率 波速  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.  2π   ➢ 波形图：y 表示各质点相对其平衡位置 x 的位移. （横波和纵波均可用）

周期T：波前进一个波长的距离所需要的时间凸频率V：周期的倒数，即单位时间内波动所传播的完整波的数目V=1/T波速U：波动过程中，某一振动状态（即振中动相位）单位时间内所传播的距离（相速）。元几=== Tu2V=u=一TV周期或频率只决定于波源的振动！Z注意W波速只决定于介质的性质！

 周期 ：波前进一个波长的距离所需要的 时间. T  =1 T    = = T u Tu u = =    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 ：波动过程中，某一振动状态（即振 动相位）单位时间内所传播的距离（相速）. u 注意 周期或频率只决定于波源的振动! 波速只决定于介质的性质！

波速1介质的性质有关，的介质的密度T切变模量横波u=P固体弹性模量Eu=p纵波体积模量K液、气体u=p-343 m/s空气，常温如声音的传播速度-4000m/s左右，混凝土

波速 u 与介质的性质有关， 为介质的密度  . 如声音的传播速度 4 000 m s 343 m s 空气，常温 左右，混凝土  G u =  E u =  K u = 横 波 固体 纵 波 液、气体 切变模量 弹性模量 体积模量

波前四波线波面波前波面波线

四 波线 波面 波前 *   球 面 波 平 面 波 波前 波面 波线

例在室温下，已知空气中的声速u为340m/s，水中的声速u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？解由2=u/v，频率为200Hz和2000Hz的声波在空气中的波长元 = u = 340m ·s-1 ===0.17 m=1.7m200HzV.D在水中的波长u2 _ 1 450m ·s-1 = z = 0.725 m2=二= 7.25m200HzV2

例 在室温下, 已知空气中的声速u1为340 m/s , 水 中的声速u2为1450 m/s , 求频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在空气中和水中的波长各为多少？ 1.7 m 200Hz 340m s 1 1 1 1 =  = = -   u 0.17 m 2 1 2 = =   u 7.25 m 200Hz 1 450m s 1 1 2 1 =   = = -   u 0.725 m 2 2 2  = =   u 在水中的波长 解 由  = u/ ，频率为200 Hz 和2000 Hz 的声 波在空气中的波长