青岛科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第四十三讲 机械波

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波(wave) 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. 两 两 类令机械波的传播需 类能量传播 波有传播振动的介质; 波反射 的 不 同电磁波的传播可 共夕折射 之不需介质 同日干涉 处 特衍射 征 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 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 ❖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 一 波(wave)

机械波( mechanical wave)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 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 波源 介质 + 弹性作用 机 械 波 二 机械波(mechanical wave)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( transverse wave )与纵波( ongitudinal wave) 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) 09♀9999999,急·急息急身身 它m画3n画 特征:具有交替出现的波峰和波谷 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 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 ） 三 横波(transverse wave)与纵波(longitudinal wave) ➢ 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. 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 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

四波长( wavelength) 波的周期、频率和波速 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 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 四 波长(wavelength)  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  波的周期、频率和波速

宁周期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 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) T 交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! 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义  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,为介质的密度 shear G切变模量 modulus 横波 固体 elastic modulus or E弹性模量 youngs modulus Ve 纵波 K体积模量 液、气体 bulk modulus 343m/s空气,常温 如声音的传播速度 1400m/s左右,混凝土 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 波速 与介质的性质有关， 为介质的密度. u  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 shear modulus elastic modulus or youngs modulus bulk modulus

五波线( line of wave)、波面( wave surface) 和波前( wave fron) 波线:某点波线 波前 的切线方向为波 波面 的传播方向 波面:波线上同 相位点连成的曲 面,又称同相面 波前:波源最初 振动状态传到的 球面波波线平面波各点连成的曲面 球面波( spherical wave):平面波 plane wave) 波前为球面 波前为平面 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 五 波线(line of wave)、波面(wave surface) *   球 面 波 平 面 波 波前 波面 波线 和波前(wave front) 波线：某点波线 的切线方向为波 的传播方向 波面：波线上同 相位点连成的曲 面，又称同相面 波前：波源最初 振动状态传到的 各点连成的曲面 球面波(spherical wave)： 波前为球面 平面波(plane wave)： 波前为平面

例1在室温下,已知空气中的声速l1为340m, 水中的声速2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=,频率为200Hz和2000z的声波在 空气中的波长 340m·S 200Hz 17mx2=1=0.17m 在水中的波长 l21450ms =7.25m 0.725m 200Hz 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 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 u2 1.7 m 200Hz 340m s 1 1 1 1 =  = = -   u 0.17 m 2 1 2 = =   u 7.25 m 200Hz 1450m s 1 1 2 1 =   = = -   u 0.725 m 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