成都理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十五章 机械波（15.1）机械波的基本概念

s15-1机橄波的基本概念 振动 传播 波动 机械波机械振动在弹性介质中的传播. 波动 电磁波交变电磁场在空间的传播 两 类☆机械波的传播需 两已能量传播 类 波有传播振动的介质; 波反射 的 的 不 共夕折射 同夕电磁波的传播可 同口干涉 之不需介质 特衍射 处 征

§15--1 机械波的基本概念 振动 传播 波动 机械波 电磁波 波动 机械振动在弹性介质中的传播. 交变电磁场在空间的传播. 两 类 波 的 不 同 之 处 ❖机械波的传播需 有传播振动的介质; ❖电磁波的传播可 不需介质. 能量传播 反射 折射 干涉 衍射 两 类 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 产生条件:1)波源;2)弹性介质 波源 弹性作用 介质 机械波 注意 波是运动状态的传播,介质的 质点并不随波传播

波源 介质 + 弹性作用 机 械 波 一 机械波的形成 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

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 (媒质质点发生剪切形变,仅能在固体中传播) O2999999999意999意999 x A =T/4 3T/4 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. （媒质质点发生剪切形变，仅能在固体中传播 ） 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

波速 见的波: 横波:弹性绳上的波等 纵波:声波、地震波等 注意 水表面的波既非横波又非纵波

波速 常见的波： 横波：弹性绳上的波等 纵波：声波、地震波等 注意 水表面的波既非横波又非纵波

波形图: 某时刻各点振动的位移y(广义:任一物 理量)与相应的平衡位置坐标x的关系曲线 卩1z时刻的波形曲线 (空间周期 注意区区别波形曲线和振动曲线

波形图： 某时刻各点振动的位移 y (广义：任一物 理量)与相应的平衡位置坐标 x 的关系曲线 y λ o x t 时刻的波形曲线 （空间周期） 注意 区别波形曲线和振动曲线

振动曲线 波形曲线 T 图形 研究某质点位移随时间某时刻,波线上各质点 对象变化规律 位移随位置变化规律 由振动曲线可知 由波形曲线可知 物理周期7.振幅A初相卯。该时刻各质点位移 波长孔,振幅A 意义某时刻 只有≠0时刻波形才能提供初相 方向参看下一时刻 某质点v方向参看前一质点 特征对确定质点曲线形状一定曲线形状随t向前平移

振动曲线 波形曲线 图形 研究 对象 物理 意义 特征 某质点位移随时间 变化规律 某时刻，波线上各质点 位移随位置变化规律 对确定质点曲线形状一定 曲线形状随t 向前平移 v  由振动曲线可知 某时刻 方向参看下一时刻 周期T. 振幅A 初相  0 由波形曲线可知 该时刻各质点位移 只有t=0时刻波形才能提供初相 波长 , 振幅A 某质点 v 方向参看前一质点  A y x t0 P  v  u o A y P t t0 T v  o

三波长波的周期和频率波速 X 波长九:沿波的传播方向,两个相邻的、相 位差为2兀的振动质点之间的距离,即一个完整 波形的长度

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 O y A - A  u x 

早周期T:波前进一个波长的距离所需要 的时间 早频率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 早波速L: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) 1===7 ∑注意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!

 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! 波速只决定于媒质的性质！

波速与介质的性质有关,P为介质的密度 G切变模量 一横波 固体 E弹性模量 纵波 K体积模量 液、气体L 343m/s空气,常温 如声音的传播速度 4000m/s左右,混凝士

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 4000 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