物理学13-机械波的产生和传播.pptx

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1、物理学13机械波的产生和传播张宏浩1机械波第五章波动是一切微观粒子的属性，与微观粒子对应的波称为物质波。各种类型的波有其特殊性，但也有普遍的共性，有类似的波动方程。机械振动在介质中的传播称为机械波。声波、水波5-1机械波的产生和传播一、机械波产生的条件如果波动中使介质各部分振动的回复力是弹性力，则称为弹性波。弹性力：有正弹性力（压、张弹性力）和切弹性力。对于绳索横向振动产生的波，介质受到的是垂直于波传播方向的切弹性力。而在液体和气体弹性介质中，只有平行于波传播方向的正弹性力，没有切弹性力。1、有作机械振动的物体，即波源2、有连续的

2、介质二、横波和纵波横波——振动方向与传播方向垂直，如绳索上的横波、电磁波等。纵波——振动方向与传播方向相同，如声波等。横波在介质中传播时，介质中产生切变，只能在固体中传播。纵波在介质中传播时，介质中产生容变，能在固体、液体、气体中传播。结论：机械波向外传播的是波源（及各质点）的振动状态和能量。三、波线和波面波场--波传播到的空间。波面--波场中同一时刻振动位相相同的点的轨迹。波前（波阵面）--某时刻波源最初的振动状态传到的波面。波线（波射线）--代表波的传播方向的射线。各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直.沿波线方向各质点的振动相

3、位依次落后。波线波面波面波线平面波球面波波面波线波线波面四、简谐波波源以及介质中各质点的振动都是谐振动。任何复杂的波都可以看成若干个简谐波叠加而成。*五、物体的弹性形变弹性形变：物体在一定限度的外力作用下形状和体积发生改变，当外力撤去后，物体的形状和体积能完全恢复原状的形变。(1)长变在弹性限度范围内，应力与应变成正比(2)切变相对面发生相对滑移在弹性限度范围内，应力与应变成正比(3)容变在弹性限度范围内，压强的改变与容变应变的大小成正比六、描述波动的几个物理量振动状态（即位相）在单位时间内传播的距离称为波速，也称之相速。1、波速

4、u在固体媒质中纵波波速为G、E为媒质的切变弹性模量和杨氏弹性模量为介质的密度在固体媒质中横波波速为在同一种固体媒质中，横波波速比纵波波速小些T为弦中张力，为弦的线密度在弦中传播的横波波速为:在液体和气体只能传播纵波，其波速为：B为介质的容变弹性模量为密度理想气体纵波声速:为气体的摩尔热容比，Mmol为气体的摩尔质量，T为热力学温度，R为气体的普适常数，为气体的密度3、波长2、波的周期和频率波的周期：一个完整波形通过介质中某固定点所需的时间，用T表示。波的频率：单位时间内通过介质中某固定点完整波的数目，用表示。同一波线

5、上相邻的位相差为2的两质点的距离。介质决定波源决定