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1、第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播 教学基本要求教学基本要求 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；第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播 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
2、的传播.两类波的不同之处v机械波的传播需有 传播振动的介质;v电磁波的传播可 不需介质.2能量传播 2反射 2折射 2干涉 2衍射两类波的共同特征如声波、水波等。如光波、无线电波等。第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播波源介质+弹性作用机械波一 机械波的形成产生条件：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.第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播横波：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 ）二 横波与纵波 特征：具有交替出现的波峰和波谷.第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播纵波：质点振动
3、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.第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播在机械波中，横波只能在固体中出现；纵波可在 气体、液体和固体中出现。空气中的声波是纵波 。液体表面的波动情况较复杂，不是单纯的纵波 或横波。振动可以在弹性介质中传播，是因为介质有弹性 的相互作用，相互作用的形式不同，形成的波也 不同 一般来讲，如果介质有切变弹性，它就能传播横 波；如果介质有容变（体变）弹性，它就能传播 纵波。第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播2）波动是振动状态的传播或是位相的传播，表 现为波形的向前推进。3）沿波的传播方向，各质
4、元的位相依次落后。4）各质元振动周期与波源的振动周期相同，与 介质无关。波动过程的特征：波动过程的特征：1）各质元只在各自的平衡位置附近振动，本身并 不随波前进。波的传播不是介质质元的传播。在波动过程中：后开始振动的质元比先开始振动的质元在步调上 要落后一段时间，即有相位的落后。第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播三 波长 波的周期和频率 波速2 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.OyAA-第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播2 周期 ：波前进一个波长的距离所需要 的时间. 2 频率 ：周期的倒数，即单位时间内波 动所
5、传播的完整波的数目.2 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！波速只决定于媒质的性质！第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播波速 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第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播电磁波的传播不需要介质，且只有横波一 种形式。真空中第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播波 前波 面波 线波面或同相面 振动相位相同的点连成的面。波前或波阵面 最前面的波面。平面波（波面为平面的波） 球面波（波面为球面的波）波线（波射线） 波的传播方向。四 波线 波面 波前在各向同性媒质中，波线恒与波面垂直。第十七章 机械波17.1 机械波的产生和传播例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？在水中的波长解由 ，频率为200 Hz和2000 Hz 的声波在空气中的波长
