银川能源学院（银川大学）：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四篇 波动与光学 第11章 机械波

第11章 机械波 11.1 机械波的形成和传播 11.2 平面简谐波的波动方程 §11.3 波的能量 §11.4 惠更斯原理波的叠加和干涉 §11.5驻波 )§11.6多普勒效应 两的肉例

------------------------------------------------------------------------------- 第11章 机械波 §11.1 机械波的形成和传播 §11.2 平面简谐波的波动方程 §11.3 波的能量 §11.4 惠更斯原理 波的叠加和干涉 §11.5 驻 波 §11.6 多普勒效应

振动在空间的传播过程叫做波动 机械振动在连续介质内的传播叫做机械波 常见的波有 机械波，电磁波 物质波 (微观领域， 各类波在传播中具有共性 各种类型的波有其特殊性，但都具有： 叠加性，都能发生干涉和衍射现象 类似的波动方程 两的肉例

------------------------------------------------------------------------------- 振动在空间的传播过程叫做波动 机械振动在连续介质内的传播叫做机械波 常见的波有 机械波，电磁波 物质波 (微观领域) 各类波在传播中具有共性 各种类型的波有其特殊性，但都具有: 叠加性，都能发生干涉和衍射现象 类似的波动方程

§11-1机械波的形成和传播 一、机械波产生的条件 ①有作机械振动的物体，即波源； ②有连续的介质. 如果波动中使介质各部分振动的回复力是弹性 力，则称为弹性波。 弹性力：有正弹性力（压、张弹性力）和切弹 性力； 液体和气体弹性介质中只有正弹性力而没有切 弹性力。 两的肉例

------------------------------------------------------------------------------- §11-1 机械波的形成和传播 一、机械波产生的条件 ①有作机械振动的物体，即波源； ②有连续的介质. 如果波动中使介质各部分振动的回复力是弹性 力，则称为弹性波。 弹性力： 有正弹性力（压、张弹性力）和切弹 性力； 液体和气体弹性介质中只有正弹性力而没有切 弹性力

二、横波和纵波 横波：振动方向与传播方向垂直的波 (只能在固体中传播) 特征：具有交替出现的波峰和波谷. 南内网

------------------------------------------------------------------------------- 横波：振动方向与传播方向垂直的波. （只能在固体中传播 ） ➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷. 二、横波和纵波

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

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

沿着波的传播方向向前看去，前面各质点的振 动位相都依次落后于波源的振动位相. 机械波向外传播的是波源（及各质点）的振动状 态和能量 横波在介质中传播时，只有固体能承受切变， 因此横波只能在固体中传播 纵波在介质中就形成稠密和稀疏的区域，故又 称为疏密波纵波可引起介质产生容变.固体、液体、 气体都能承受容变，因此纵波能在所有物质中传播

------------------------------------------------------------------------------- 沿着波的传播方向向前看去，前面各质点的振 动位相都依次落后于波源的振动位相. 机械波向外传播的是波源(及各质点)的振动状 态和能量. 横波在介质中传播时，只有固体能承受切变， 因此横波只能在固体中传播. 纵波在介质中就形成稠密和稀疏的区域，故又 称为疏密波.纵波可引起介质产生容变.固体、液体、 气体都能承受容变，因此纵波能在所有物质中传播

三、波孩和波面 波场：波传播到的空间。 波线（波射线）：代表波的传播方向的射线。 波面：波场中同一时刻振动位相相同的点的轨迹。 波前（波阵面）：某时刻波源最初的振动状态 传到的波面。 各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直， 沿波线方向各质点的振动相位依次落后

------------------------------------------------------------------------------- 三、波线和波面 波场: 波传播到的空间。 波线(波射线) : 代表波的传播方向的射线。 波面: 波场中同一时刻振动位相相同的点的轨迹。 波前(波阵面): 某时刻波源最初的振动状态 传到的波面。 各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直. 沿波线方向各质点的振动相位依次落后

波面 波前 波线 平面波 球面波 四、简谐波 波源以及介质中各质点的振动都是谐振动： 任何复杂的波都可以看成由若干个简谐波叠加 商的内网

------------------------------------------------------------------------------- 波面 波前 波线 平面波 球面波 四、简谐波 波源以及介质中各质点的振动都是谐振动. 任何复杂的波都可以看成由若干个简谐波叠加

五、描述波动的儿个物理量 1.波速w 振动状态（即位相）在单位时间内传播的距离， 波速又称相速 在固体媒质中横波波速为 在固体媒质中纵波波速为 E G、E为媒质的切变弹性模量和杨氏弹性模量 p为介质的密度 在同一种固体媒质中，横波波速比纵波波速小些 两的内例

------------------------------------------------------------------------------- 五、描述波动的几个物理量 1.波速 u 振动状态(即位相)在单位时间内传播的距离， 波速又称相速.  G u⊥ = 在固体媒质中纵波波速为  E u// = G、 E为媒质的切变弹性模量和杨氏弹性模量 为介质的密度 在固体媒质中横波波速为 在同一种固体媒质中，横波波速比纵波波速小些

在弦中传播的横波波速为： T为弦中张力，为弦的线密度 在液体和气体只能传播纵波，其波速为： B B为介质的容变弹性模量 p p为密度 rRT 理想气体纵波声速： 儿= y为气体的摩尔热容比，M为气体的摩尔质量 T为热力学温度，R为气体的普适常数， p为气体的密度 两的肉例

-------------------------------------------------------------------------------  T u⊥ = T为弦中张力，为弦的线密度 在弦中传播的横波波速为: 在液体和气体只能传播纵波，其波速为：  B u// = B为介质的容变弹性模量 为密度 理想气体纵波声速: Mmol p RT u    = =  为气体的摩尔热容比，Mmol为气体的摩尔质量， T为热力学温度， R为气体的普适常数， 为气体的密度