上海中医药大学：《物理学》课程教学资源（PPT课件）第十章 振动和波

基本要求 第十章振动和波 第十章振动和波

基本要求 第十章 振动和波

基本要求 第十章振动和波 教学基本要求 理解波动方程的物理意义，并会计算有关问 题。 二 理解波的叠加原理和波的干涉。 三了解声学的基本概念，理解 声强、声强级的物理意义和多普勒 效应，了解超声波的特性和在医学 中的应用

一 理解波动方程的物理意义，并会计算有关问 题。 二 理解波的叠加原理和波的干涉。 基本要求 三 了解声学的基本概念，理解 声强、声强级的物理意义和多普勒 效应，了解超声波的特性和在医学 中的应用。 第十章 振动和波

第二节 波动学基础 一、 机械波 波动是振动的传播过程；振动是激发波动的波源 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 日能量传播 两类波的不同之处 冬机械波的传播需 有传播振动的介质； 日反射 日折射 冬电磁波的传播可 不需介质 两类波的共同特征 日干涉 日衍射

波动是振动的传播过程 ; 振动是激发波动的波源. 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 v机械波的传播需 有传播振动的介质; v电磁波的传播可 不需介质. 2能量传播 2反射 2折射 2干涉 2衍射 两 类 波 的 共 同 特 征 第二节 波动学基础 一、机械波

第二节 波动学基础 (一)机械波的产生 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. 波是运动状态的传播，介质的 质点并不随波传播. 分类： 1)横波；2)纵波

（一）机械波的产生 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. 第二节 波动学基础 分类： 1）横波； 2）纵波

第二节 波动学基础 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 y A 6 X t=T/4 T/2 =3T/4 T >特征：具有交替出现的波峰和波谷

Ø 特征：具有交替出现的波峰和波谷. 第二节 波动学基础 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 ）

第二节 波动学基础 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） Ø 特征：具有交替出现的密部和疏部. 第二节 波动学基础

第二节 波动学基础 (二)波长 波的周期和频率波速 X A 日波长入：沿波的传播方向，两个相邻的、相 位差为2元的振动质点之间的距离，即一个完整 波形的长度

（二） 波长 波的周期和频率 波速 2 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  第二节 波动学基础

第二节 波动学基础 日周期T：波前进一个波长的距离所需要 的时间 日 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： 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 =v ==Tu T 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（弹性及密度）

2 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     2 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.  2 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 第二节 波动学基础

第二节 波动学基础 波速1儿与介质的性质有关，D为介质的密度. G切变模量 横波 固体 E弹性模量 u= 纵波 K体积模量 液、气体u 如声音的传播速度 343m/s空气，常温 L4000m/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 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 第二节 波动学基础

第二节 波动学基础 例1在室温下，已知空气中的声速u1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？ 解由入=4以 频率为200Hz和2000Hz的声波在 空气中的波长 340m·s1 =1.7m 九= V 200Hz 41=0.17m V2 在水中的波长 1450m.s- -7.25m乃=4=0,725m 200Hz V2

例1 在室温下，已知空气中的声速 为340 m/s， 水中的声速 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 u 2 u 1.7 m 200 Hz 340 m s 1 1 1 1     -   u 0.17 m 2 1 2     u 7.25 m 200Hz 1450m s 1 1 2 1      -   u 0.725m 2 2 2      u 在水中的波长 解 由 ，频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在    u 空气中的波长 第二节 波动学基础