机械波平面简谐波

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1、平面简谐波第十二章振动状态的传播叫波动,激发波动的振动系统叫波源.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.反射折射干射衍涉能量传播两类波的共同特征一、波与振动二、波的分类产生条件：1）波源；2）弹性介质.机械波：机械振动在弹性介质中的传播.一、机械波产生的条件第一节机械波、平面简谐波说明：电磁波传播不需要介质；横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波.特征：具有交替出现的波峰和波谷.二、横波与纵波波的传播是指振动状态的传播,媒质中各质点只在各自

2、的平衡位置附近振动,并不随着波的传播而向前离去.仅在固体中传播.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.传播一个完整的波形所用的时间。单位时间内传播完整波形的个数。一个完整波的长度。三、周期、频率、波长、波速2.频率1.周期T3.波长（与质点振动周期相同）（与质点振动频率相同）即两相邻相位相同点间的距离。波的传播速度。4、波速u振动速度v：某质元在自己的平衡位置附近振动的速度。波速（波的传播速度）（相速）u：反映波的振动状态传播的快慢，即意味着振动位相传播的快慢。①.波的周期

3、、频率只与波源有关，与介质无关。波在不同介质中频率不变。②.波速只与介质有关。不同频率的同一类波在同一介质中波速相同。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球面波平面波*波前波面波线四、波线波面波前1、波(射)线：波的传播方向.2、波面(波阵面、同相面):同时开始振动的点连成的面.3、波前：最前面的那个波面。4、球面波：波阵面是球面的波.波线为以波源为中心的径向直线.5、平面波：波阵面是平面的波.波线方向与波阵面垂直.例1在室温下，已知空气中的声速为340m/s，水

4、中的声速为1450m/s，求频率为200Hz的声波在空气中和水中的波长各为多少？在水中的波长解由，频率为200Hz的声波在空气中的波长例2频率为3000Hz的声波，以1560m/s沿一波线传播，经过波线上的A点后，再经而传至B点，求（1）B点的振动比A点落后的时间，相当于多少个波长；（2）声波在A、B两点振动时的周相差是多少；（3）又设质点振动的振幅为1mm，问振动速度是否等于传播速度。说明:（2）（1）小质元的振动速度与波速是两个概念；例3设在某时刻，一个向右传播的横波波形图如图，试说明：（1）图中各质元在该时刻的运动方向；（2）1/4周期后

5、，波形图如何？t后的波形图说明（1）波形图；（2）横波、纵波均如此；（4）注意：质元处于最大位移时，速度为零。（3）如何判断质点振动方向ABCDEFGH例4设在某时刻，一个向右传播的平面余弦纵波波形图如图，（1）试画出图中各点所代表的媒质质元的实际位置和运动方向；（2）并说明这纵波在该时刻的疏部和密部在哪些部位。平衡位置处：最松最紧，形变最大（疏部和密部）；波峰波谷处：不松不紧，形变最小。ABCDEFGHIJKL