机械波的概念-波函数.ppt

《机械波的概念-波函数.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十五章机械波15－1机械波的几个概念15－2平面简谐波的波函数15－3波的能量15－4惠更斯原理15－5波的干涉15－6驻波15－7声波超声波次波15－8多普勒效应教学基本要求一掌握描述简谐波的各物理量及各量间的关系；二理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法。理解波函数的物理意义。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。三了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；四理解驻波及其形成，了解驻波和行波的区别；五了解机械波的多普勒

2、效应及其产生的原因。在波源或观察者沿二者连线运动的情况下，能计算多普勒频移。振动在空间的传播过程---波动常见的波有:机械波,电磁波,物质波§15--1机械波的基本概念波动的共同特征：具有一定的传播速度，且都伴有能量的传播。能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。水波声波天线发射出电磁波产生条件:一.机械波的产生波源：作机械振动的物体｛机械波:机械振动以一定速度在弹性介质中由近及远地传播出去，就形成机械波。水波.MPG介质：承担传播振动的物质横波：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）波动HENG

3、BO（横波）.SWF机械波两种基本形式: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）波动ZONGBO（纵波）.SWF特征：具有交替出现的密部和疏部.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地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步结论：(3)质元并未“随波逐流”波的传播不是媒质质元的传播。(1)“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动。波动HENGBO（横波）.SWF(2)某时刻某质元的振动状态将在较晚时刻于“下游

4、”某处(4)同相点----质元的振动状态相同相邻距离为波长的两个点的相位差为：2再现---波是振动状态的传播。二、波是相位的传播沿波的传播方向,各质元的相位依次落后。··abxxu传播方向图中b点比a点的相位落后三波线波面波前在波传播过程中，任一时刻媒质中振动相位相同的点联结成的面。(球面波,柱面波,平面波...）波面沿波的传播方向作的有方向的线。波线波前在某一时刻，波传播到的最前面的波面。波的几何描述*球面波平面波波前波面波线在各向同性均匀媒质中，波线⊥波面。注意四波的特征量：波长波的周期和频率波速波长：同一波线上，两个相邻的、

5、相位差为的振动质点之间的距离，即一个完整波形的长度.OyAA-周期：波前进一个波长的距离所需要的时间.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）.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.如声音的传播速度空气，常温左右，混凝土横波固体纵波液、气体切变模量弹性模量体积模量=Cp/Cv,摩尔质量。声音的在空气中（理想气体）的传播速度：如声音的传播速度空气，常温左右，混凝土问题：为什么声音在晚上可以

6、传得较远？月落乌啼霜满天，枫桥夜泊江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。——[唐]张继夜晚我们可以听见许多远处的声音，比如远方寺庙白天也敲钟，但是常常听不见，可是到了晚上，远方寺庙的钟声却声声入耳，为什么会有这样的差异呢？§15--2平面简谐波的波函数平面简谐波：波面为平面的简谐波。本节主要讨论在无吸收（即不吸收所传播的振动能量）、各向同性、均匀无限大媒质中传播的平面简谐波。平面简谐波说明简谐波是一种最简单、最基本的波，研究简谐波的波动规律是研究更复杂波的基础。各质点相对平衡位置的位移波线上各质点平衡位置波函数：介质中任一质点

7、（坐标为x）相对其平衡位置的位移（坐标为y）随时间的变化关系。波动HENGBO2（横波）.SWF一列平面简谐波（假定是横波）观测坐标原点任设（不必设在波源处）波沿X轴正向传播（正向行波）如何描述任意时刻、波线上距原点为的任一点的振动规律？设位于原点处质点的振动方程为cos已知振动状态以速度沿轴正向传播。对应同一时刻，振动状态与原点在时刻的振动状态相同。因此，在设定坐标系中，波线上任一点、任意时刻的振动规律为点的cos这就是沿X轴正向传播的平面简谐波动方程。它是时间和空间的双重周期函数。一平面简谐波的波函数1、时间推迟方法从相位看，P点

8、处质点振动相位较O点处质点相位落后若P为任意点(波函数)一列平面简谐波（假定是横波）观测坐标原点任设（不必设在波源处）波沿X轴正向传播（正向行波）如何描述任意时刻、波线上距原点为的任一点的振动规律？2、相位