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1、1,第 十 章 波 动,MECHANICAL WAVES,波 动,第 十 章,2,振动和波动的关系：,机械波、电磁波、物质波,振动波动的成因,波动振动的传播,波动的种类：,3,一、机械波的形成,为什么会形成机械波呢？,4,弹性介质的质元受外界扰动而发生振动时，因质元之间的弹性联系，会使振动传播开去，这就形成了波动机械波,“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动。某时刻某质元的振动状态将在较晚的时刻于 “下游”某处出现。,5,能传播机械振动的媒质（空气、水、钢铁等）,2 弹性介质,作机械振动的物体（声带、乐器等）,1 波源,机械波的形成条件,波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播.,6,7,
2、二 横波与纵波,1 横波,各点均在自己的平衡位置附近作振动，根据质点振动的方向与波的传播方向的关系分为,8,特点： 波传播方向上各点的振动方向与波传播方向垂直,2 纵波（又称疏密波）,例如：弹簧波、 声波,9,纵波,特点：质点的振动方向与波传播方向一致,10,3 复杂波,特点：复杂波可分解为横波和纵波的合成,例如：地震波、水波,11,水表面的波既非横波又非纵波。,12,三 波长 波的周期和频率 波速,O,y,A,波传播方向上相邻两振动状态完全相同的质点间的距离（一完整波的长度）.,1 波长,13,横波：相邻 波峰波峰 波谷 波谷,纵波：相邻 波疏波疏 波密波密,14,2 周期 T,波传过一波长
3、所需的时间，或一完整波通过波线上某点所需的时间.,3 频率,单位时间内波向前传播的完整波的数目. （1 内向前传播了几个波长）,15,决定于介质的弹性（弹性模量）和惯性（密度）,波在介质中传播的速度,4 波速,16,固体内,纵波,横波,液体和气体内,纵波,切变模量,弹性模量,体积模量,机械波的波速决定于介质的性质,17,四个物理量的联系,18,END,波线波的传播方向线 波面振动状态相同的点组成的面,任一时刻t波源最初振动状态在各方向上传到的点的轨迹.,波前是最前面的波阵面,四 波的几何描述,波面,19,性质,（3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.,（2）波阵面的推进即为波的传播.,（1）同
4、一波阵面上各点振动状态相同.,20,例1 在室温下，已知空气中的声速 为340 ms-1，水中的声速 为1 450 ms-1，求 频率为200 Hz和2 000 Hz 的声波在空气中 和水中的波长各为多少？,21,在水中的波长,22,（1）若视空气为理想气体，试证声速 与压强 的关系为 ，与温度 的关系为 . 式中 为气体的摩尔热容之比， 为密度， 为摩尔气体常数， 为摩尔质量.,例2 假如声波在空气中的传播过程可看作绝热过程.,（2）求 和 时，空气中的声速. （空气的 ， ）,23,已知:绝热过程，证 ，,求 ， 时的声速,24,又,由理想气体绝热方程 常量,取微分，得,25,时空气中声速,（2）,时声速,
