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1、第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版振动和动摇的关系：振动和动摇的关系： 机械波、机械波、电磁波、物磁波、物质波波振振动动摇的成因的成因动摇振振动的的传播播 动摇的种的种类：第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版一一 机械波的构成机械波的构成 能能传播机械振播机械振动的媒的媒质空气、水、空气、水、钢铁等等2 介介质作机械振作机械振动的物体的物体声声带、乐器等器等 1 波源波源 波是运波是运动形状的形状的传播，介播，介质的的质点并不随波点并不随波传播播.留意留意第十章第十章 波动波动10
2、- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版二二 横波与纵波横波与纵波1 横波横波第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版特点：特点： 波传播方向上各点的振动方波传播方向上各点的振动方向与波传播方向垂直向与波传播方向垂直2 纵波又称疏密波波又称疏密波 例如：例如：弹簧波、簧波、 声波声波第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 纵波纵波 特点：特点：质点的振点的振动方向与波方向与波传播方向一致播方向一致第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念
3、物理学物理学第五版第五版3 复杂波复杂波 本章研本章研讨对象象特点：波源及介特点：波源及介质中各点均作中各点均作简谐振振动特点：复特点：复杂波可分解波可分解为横波和横波和纵波的合成波的合成例如：地震波例如：地震波 简谐波波第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版三三 波长波长 波的周期和频率波的周期和频率 波速波速OyA A - 波波传播方向上相播方向上相邻两振两振动形状完全一形状完全一样的的质点点间的的间隔一完好波的隔一完好波的长度度. 1 波长波长第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版
4、横波：相横波：相邻 波峰波峰波峰波峰 波谷波谷 波谷波谷 纵波：相波：相邻 波疏波疏波疏波疏 波密波密波密波密第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版2 周期周期 T 波波传过一波一波长所需的所需的时间，或一完好，或一完好波波经过波波线上某点所需的上某点所需的时间.3 频率频率 单位位时间内波向前内波向前传播的完好波的播的完好波的数目数目. 1 内向前内向前传播了几个波播了几个波长第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版决决议于介于介质的的弹性性弹性模量和性模量和惯性密度性密度波在介波在介质
5、中中传播的速度播的速度 4 波速波速 钢铁中钢铁中 水水 中中例如，声波在空气中例如，声波在空气中第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版四个物理量的联络四个物理量的联络留意留意周期或周期或频率只决率只决议于波源的振于波源的振动波速只决波速只决议于介于介质的性的性质第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 例例1 在室温下，知空气中的声速在室温下，知空气中的声速为340 ms-1，水中的声速，水中的声速 为1 450 ms-1，求求频率率为200 Hz和和2 000 Hz 的声波在空气中的声
6、波在空气中和水中的波和水中的波长各各为多少？多少？ 解解 由由 ，频率为，频率为200 Hz和和2 000 Hz 的声波在的声波在 空气中的波长空气中的波长第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版在水中的波在水中的波长第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 1假设视空气为理想气体，试证声速假设视空气为理想气体，试证声速 与压强与压强 的关系为的关系为 ，与温度，与温度 的的关系为关系为 . 式中式中 为气体为气体的摩尔热容之比，的摩尔热容之比， 为密度，为密度， 为摩尔气体常为摩尔气体常数
7、，数， 为摩尔质量为摩尔质量. 例例2 假设声波在空气中的传播过程可假设声波在空气中的传播过程可看作绝热过程看作绝热过程. 2 2求求 和和 时，空气中的声速，空气中的声速. .空气的空气的 ， 第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版解解 1气体中纵波波速为气体中纵波波速为 式中体积模量式中体积模量 被定义为压强增量被定义为压强增量 与体积与体积应变应变 的比，即的比，即负号表示压强增大减小时体积减少增大负号表示压强增大减小时体积减少增大知知:绝热过程，证绝热过程，证 ，求求 ， 时的声速的声速第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几
8、个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版又又由理想气体绝热方程由理想气体绝热方程 常量常量取微分，得取微分，得第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版 时空气中声速空气中声速 2 2 时声速声速第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版四四 波线波线 波面波面 波前波前振振动相位一相位一样的点的点组成的面称成的面称为波波阵面面1 波射波射线波波线2 波波阵面波前面波前波的波的传播方向播方向任一时辰任一时辰 波源最初振动形状在各方向波源最初振动形状在各方向上传到的点的轨迹上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面波前是最前面的波阵面第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版性质性质3各向同性介各向同性介质中，波中，波线垂直于波垂直于波阵面面. 2波波阵面的推面的推进即即为波的波的传播播.1同一波同一波阵面上各点振面上各点振动形状一形状一样.第十章第十章 波动波动10- -1 机械波的几个概念机械波的几个概念物理学物理学第五版第五版分类分类1平面波平面波 2球面波球面波
