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1、2005年注册岩土工程师考前辅导精讲班 普通物理 第三讲机械波 【内容提要】 本节研究机械振动在弹性介质中的传播过程机械波。主要学习下面几个部分的内容：1)机械波产生的条件和传播机理；描述波动的物理量及其相互关系。2)在无限大的、均匀的、无吸收的弹性介质中传播的平面简谐行波的表达式。3)波的能量、能流及能流密度。4)波的传播规律惠更斯原理。5)波的叠加原理、波的干涉、驻波。6)多普勒效应。7)声波、超声波、次声波。 机械波是机械振动状态的传播机械振动是产生机械波的根源。学习时要注意两者的联糸和区别。 【重点、难点】 本节主要讨论机械波的特征和基本规律，重点讨论谐振动沿一个方向传播所形成的平面简
2、谐波。【内容讲解】 一、波动 振动的传播过程叫做波动，简称波机械波和电磁波在物理性质上是不同的，但在传播规律上有许多共同的特性例如有形式上相类似的波的运动学方程，都伴随着能量的传播在不同介质分界面上同样会发生波的反射和折射，传播过程中在一定条件下会发生干涉和衍射现象等等 二、机械波的产生与传播 1机械波的基础知识 (1)机械波产生的条件：机械振动在弹性介质中传播形成机械波所以，机械波产生的条件有两个：一是波源，二是用来传播机械振动的弹性介质 (2)横波与纵波：横波与纵波的区别在于波的质点振动方向与波传播方向的关系不同，两者垂直为横波，两者平行为纵波 (3)波面、波前与波线：在某一时刻，由振动相
3、位相同的点所连成的曲面，叫做波面其中沿传播方向上最前面的一个波面叫波前波的传播方向称为波线 2波传播的特性 机械波的最基本形式是简谐波在简谐波的传播中，介质各质元都在各自的平衡位置附近作简谐振动，它们的振动是同方向，同频率的，所不同的是相位沿波的传播方向依次落后所以，波向前传播的是振动状态 3描述波的物理量 (1)波长：同一时刻波线上两相邻位相差为的质点间的距离称为波长 (2)周期T、频率：波传播一个波长所用的时间为波的周期T，周期的倒数是波的频率波的周期(频率)与波源的周期(频率)相同 (3)波速：振动状态（相位）传播的运度称为波速波速的大小由介质的力学性质决定之间的关系为： 波形相同，整体向前平移，故平面简谐波也称行波行波中沿波线两点间距离与相位差的关系是七、声波、超声波、次声波 如果波源在弹性介质(流体)中所激起的纵波的频率，在20Hz到20000Hz之间，就能引起人的听觉。在这频率范围内的振动称为声振动，由声振动所激起的纵波称为声波。频率高于20000Hz的机械波叫做超声波。频率低于20Hz的机械波叫做次声波。 声波是机械波。机械波的一般规律在这里均适用。
