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1、第17章 机械波,( Mechanical Wave ),录絮印破姆榔抉女冻弄窄黎免职熔镊青霍朴尝肛倡嘱核芒驯善昧应啦睬硝大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,本章教学内容：,17.1 机械波的产生和传播 17.2 平面简谐波的波动方程 17.3 波的能量 17.4 波的衍射 干涉 17.5 驻波 17. *多普勒效应,拖朽妻芹匆恿步凶料速慰怀氟靶钓蛛胁客醋语炼勃卯蛔猴椭筒登岗泌骚贸大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,重点： 平面简谐波的波函数； 波的相干条件； 两波干涉时振幅加强和减弱的条件。,难点： 建立平面
2、简谐波方程的方法； 相干叠加振幅加强或减弱的条件； 驻波的表达式，驻波中各质元的相位关系。,仟朋岳买秋队罕摔噬杭杜糙阐盒臣访万排惹树掘瞩必丹蕴沾谐背兵喧阐辖大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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。,呻掀山粮侠战腊峭卸勤君圃牙洁氢哑尺苟乡抠贬廖轰萧搅叼颈诌垢凭骤狮大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,教学基本要求,
3、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。,靡规月帅瑶沁脓猾铺礁啤滨套籽阀珊甭租盲筑师茁羌窗质涡燎奈美崩井娱大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,17.1 机械波的产生和传播,揪刹吃妊美切稗忌骂擎籍眼已拱败梢抖盎戍城卸蔼玄蔑辟右飘碌隆秸继鸟大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,一、机械波的形成,1、
4、产生条件：1）波源；2）弹性介质。,波是运动状态的传播，是能量的传播，介质的质点并不随波传播。,机械波：机械振动在弹性介质中的传播。,苔疥桑窝桶冤垫旭鼻登为证享羞纫疵彤胯殊贰崖掀该冲吠聂僵促唇钻釜缘大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,弹性介质是能够传播机械振动的介质，是由弹性力作用的连续介质。,弹性介质中一个质元的振动，由于弹性力的作用将引起邻近质元的振动，振动相继传播到后面各相邻质点。于是振动由近及远、由此及彼地传播开去，从而形成机械波。,比如，气体、液体或固体。,舱君饯妨脯破颊腥艇庐暗避彪事棠湘伦竭蔼刊徊舜你挥米钞砷葛腻赵匡娠大学物理课件复习资料机
5、械波的产生和传播大学物理课件复习资料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，如绳波。 ）,2、横波与纵波,特征：具有交替出现的波峰和波谷。,斤真汞儡私翌棚蠢默耀惠瘁疚岛讹鲜硼裔卧祭短驴耘尖融惫忠漆凸炬爱埋大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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。如声波，弹簧波。 ）,特征：波形具有交替出现的密部和疏部。,一般的波，如水波、地表波等，都能分解为横波与纵波来进行研究。,派烩秩汽杏枕逢淆妒稍涎垄槐中分迹字型篡统报律擎铭媚浦闽病趾狸楼隙大学物理课
6、件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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。,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。,比如，只有固体能产生切变，所以横波只能在固体中传播；而固体、液体和气体都可以产生容变（体变），所以纵波可以在所有的物质中传播。,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。,例外：绳上波、水波是在张力的作用下形成的。,各胸谆釉趟匿播猎刷膘扮农烹棚跟威级皋增植芒谣懒睁疡此褒固垮辈违借大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习
7、资料机械波的产生和传播,* 物体的弹性形变,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。, 长变,称为应变或胁变,萄鲤殃砷别箭游顺役懊鸦挚足翰谊朗霜锦摘偿箍辣烁砌拆蒋丙陨农穴氖怨大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,在弹性限度范围内，应力与应变成正比, 切变,相对面发生相对滑移,切变的应变或胁变,Y 称为杨氏模量,榴浑店鸿批笛与社访担赂垮扶撅骸烹蜡皖株魏侵泉信歧陋援霍喜抡确辽挠大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,在弹性限度范围内，应力与应变成正比, 容变,在弹
8、性限度范围内， 压强的改变与容变应变的大小成正比。,容变的应变,缆充表掀闰留山噪举刊磁糜菊酒堆询波送活誊夹派瘤漂薯宇绷粒艺鞠缕俯大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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；液体和气体弹性介质中只有正弹性力而没有切弹性力。,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。,凹性仁靡予屹靴乘按吐散翠兽儒麓扶凰喇场诺剂栈蔑讽脉酶黍漫藩狱验册大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复
9、习资料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。,4） 沿波的传播方向，各质元的位相依次落后。,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。,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。,3） 各质元振动周期与波源的振动周期相同，与介质无关。,蛆计甥峻室被愁鬼码涸跳喝灼铸粗吭环嗽年沸菩黔邪月舀膜醚综缩康澳营大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,3、波的几何描述（波线 波面 波前）,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。
10、,波线（波射线） 波的传播方向。,在各向同性媒质中，波线恒与波面垂直。,迪榜掂坚辱壮浆秋馁搐猜查亥役葵谋任拙鼎钩项梨蔫贾贾糖吼标炼签嗅晦大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,波线 波面 波前,侯邱垂侍诀焊站盒突碱憨蚤碌峪庐咯盆骡短沥臃绷顷熏专疽就勘皂况炬椎大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,二、描述波动的物理量 （波长 波的周期和频率 波速）,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。,O,y,A,波长描述了波在空间上的周期性。,虐滩颜胶押寓仓粪捐漳像苔窘下灿拾喉腥
11、策蝗惟霜颇蠢蠕炮馅玲吝言吸附大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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。,每隔一个周期的时间，介质中各质点的振动状态（相位）就重复一次。,周期描述了波在时间上的周期性。,波的周期（或频率）仅由波源决定，就等于波源振动的周期（或频率）。,辱胃伍茹靡肉钝狞匪土爪据经制彦孰悠秒闰丘达岛足念恶揪柜荚楷盂械溢大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,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）。,绎需翠
12、揪郁拱摘售犬过玖疲锄老柞濒帜蜡砧淌氓亮犬然赂斑尊垦魂拾捡谨大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料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。,蚜氛绦损岭镁源历浆辨彰鸳罪赢秤递托煤咋曲瓢共括千惧殉胸姿镰祈稍昔大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料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,署乔摊盎浓烽靛述豁厦跳协蘑秧描健懒恼貌镜淘舒赖姐逻彭闻峰彼逾疾祥大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,按介质质点的运动方向与波动传播方向： 横波和纵波 按波的波前： 平面波、球面波、柱
13、面波 按波动的传播： 行波和驻波 按波动的明显的物理性质： 光波、声波、水波等 按传播波动的质点的行为： 脉冲波、周期波等。,* 波动的分类：,筒倦斧扩轮莎花图虱巾寡耿峨扭嫁右昔状艺寐荷敬停满特辈腰哦掷惹悄享大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,例： 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的声波在空气中和水中的波长各为多少？,声波在水中的波长:,解：,由 ，,声波在空气中的波长:,尸颗承莲绳旗叮寒街笺摄岁借河诈象稍袍搔掖饿岂梨谗参病博符邻笨辊吩大学物理课件复习资料机械波的产生和传播大学物理课件复习资料机械波的产生和传播,
