机械波产生的条件弹性介质

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1、一、机械波产生的条件弹性介质注：波动是波源的振动状态或振动能量在介质中的传播，介质的质点并不随波前进。波源传播机械振动的介质§11-1机械波的产生和传播产生机械振动的振源二、横波与纵波1.横波横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直。2.纵波纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行。注：在固体中可以传播横波或纵波，在液体、气体(因无剪切效应)中只能传播纵波。振动方向传播方向波谷波峰波密波疏3.特征横波：纵波：波线：沿波的传播方向作的一些带箭头的线。波线的指向表示波的传播方向。波阵面：在波动过程中，把振动相位相同的点连成的面

2、(简称波面)。波前：在任何时刻，波面有无数多个，最前方的波面即是波前。波前只有一个。三、波阵面和波射线平面波：波面为平面球面波：波面为球面波面波线波线波面平面波球面波波线波阵面波阵面波线1.在各向同性介质中传播时，波线和波阵面垂直。注：2.在远离波源的球面波波面上的任何一个小部分，都可视为平面波。四、波长、频率、和波速间的关系yxO波长：同一波线上两个相邻的振动状态相同的质点之间的距离。ytO周期：一个完整的波通过波线上某点所需的时间。单位时间内一定的振动状态所传播的距离，用表示，是描述振动状态在介质中传播快慢程度的物

3、理量，的值通常取决于介质的弹性和质量密度，又称相速。波速、周期和波长之间存在如下关系：频率：周期的倒数频率和周期只决定于波源，和介质种类无关。波速：个波长、频率和波速之间的关系当波长远大于介质分子间的距离时，宏观上介质可视为是连续的；若波长小到分子间距尺度时，介质不再具备连续性，此时不能传播弹性波。弹性波在介质中传播时存在一个频率上限。例题11-1频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度沿一波线传播，经过波线上的A点后，再经13cm而传至B点。求(1)B点的振动比A点落后的时间。(2)波在A、B两点振动时的

4、相位差是多少？(3)设波源作简谐振动，振幅为1mm，求振动速度的幅值，是否与波的传播速度相等？解:(1)波的周期波长B点比A点落后的时间为即(2)A、B两点相差，B点比A点落后的相差为(3)振幅A=1mm，则振动速度的幅值为振动速度是交变的，其幅值为18.8m/s，远小于波速。解:横波传播过程中各个质点在其平衡位置附近振动，且振动方向与传播方向垂直。例题11-2设某一时刻绳上横波的波形曲线如下图所示，水平箭头表示该波的传播方向。试分别用小箭头表明图中A、B、C、D、E、F、G、H、I各质点的运动方向，并画出经过1/4周

5、期后的波形曲线。根据图中的波动传播方向，可知在C以后的质点B和A开始振动的时刻总是落后于C点，而在C以前的质点D、E、F、G、H、I开始振动的时刻却都超前于C点。在C达到正的最大位移时，质点B和A都沿着正方向运动，向着各自的正的最大位移行进,质点B比A更接近于自己的目标。质点F、E、D已经过各自的正的最大位移，而进行向负方向的运动。质点I、H不仅已经过了自己的正的最大位移，而且还经过了负的最大位移，而进行着正方向的运动。质点G则处于负的最大位移处。经过T/4，波形曲线如下图所示，它表明原来位于C和I间的波形经过T/4，

6、已经传播到A、G之间来了。选择进入下一节§11-0教学基本要求§11-1机械波的产生和传播§11-2平面简谐波的波函数§11-3波动方程波速§11-4波的能量波的强度*§11-5声波超声波次声波§11-6电磁波§11-7惠更斯原理波的衍射反射和折射§11-8波的叠加原理波的干涉驻波§11-9多普勒效应